verso revisada abril de 20051 ndice APRESENTAO5 CRONOGRAMA DO CURSO6 1. XENICAL (ORLISTAT)7 MECANISMO DE AO7 Estudo dirigido 1.1 Estudo estrutural do orlistat e dos triacilgliceris8 Atividade em software 1 Xenical8 QUESTES 1.19 REFERNCIAS10 2. LIPOSTABIL11 Estudo dirigido 2.1 Fosfatidilcolina12 QUESTES 2.113 REFERNCIAS16 3. ESTRUTURA DA PELE I CABELO17 APNDICES EPIDRMICOS17 A ESTRUTURA DO CABELO18 As razes18 A papila drmica18 A glndula sebcea18 Os queratincitos19 Os melancitos19 Atividade em software 2 Detalhando a estrutura do cabelo19 Estudo dirigido 3.1 Atividade em software 219 Estudo dirigido 3.2 - Cabelo20 Colorao natural do cabelo20 Cabelo grisalho20 A fibra de cabelo21 A cutcula22 O crtex22 A medula23 Estrutura microscpica e molecular24 Estudo dirigido 3.3 Estrutura molecular do cabelo25 Estrutura molecular o filamento de queratina26 Protenas Associadas Queratina27 Estudo dirigido 3.4 Queratina e filamentos intermedirios27 QUESTES 3.127 Diferenas tnicas28 Forma do cabelo28 Atividade em software 3 - Cabelo crespo29 QUESTES 3.229 REFERNCIAS32 4. LAVAGEM DE CABELO E CONDICIONADORES33 XAMPUS33 Composio e caractersticas dos constituintes:33 Agentes de lavagem33 Estrutura de um tensoativo33 Classificao34 Tensoativos aninicos34 Tensoativos catinicos35 Tensoativos anfteros35 Tensoativos no-inicos36 Como funcionam36 Espuma37 Estabilizadores de espuma37 2 Espessantes38 Agentes engordurantes38 Agentes perolantes38 Conservantes38 Essncias e Corantes38 Diluente39 Como formular um xampu39 CONDICIONADORES40 Como formular um condicionador40 Estudo dirigido 4.1 Detergentes e condicionadores41 REFERNCIAS43 5. ESTRUTURA DA PELE II - HISTOLOGIA44 EPIDERME44 DERME45 HIPODERME45 RENOVAO DA PELE45 Estudo dirigido 5.1 Estrutura da pele II46 REFERNCIAS47 6. RADIAO SOLAR - ULTRAVIOLETA48 Estudo dirigido 6.1 Radiao UV50 EFEITOS BENFICOS DA RADIAO SOLAR51 Vitamina D51 EFEITOS NOCIVOS DA RADIAO SOLAR51 Efeitos da radiao UV no DNA54 Estudo dirigido 6.2 - Efeitos biolgicos do UV54 RADIAO SOLAR E PELE54 Estudo dirigido 6.3 - UV e pele56 Bronzeamento, filtros solares e fator de proteo solar57 Bronzeamento57 Atividade em software 4- Bronzeamento57 Estudo dirigido 6.458 Filtros solares58 Filtros de efeito fsico59 Filtros de efeito qumico59 Mecanismo de ao dos filtros qumicos60 Efeito sobre o coeficiente de extino molar ()60 Bloqueador, protetor e bronzeador61 Fator de proteo solar (FPS)62 Estudo dirigido 6.5 - Protetores, bloqueadores e bronzeadores64 MECANISMOS DE REPARO DO DNA65 QUESTES 6.168 TEXTO COMPLEMENTAR73 CMARAS DE BRONZEAMENTO ARTIFICIAL73 AUTOBRONZEADORES73 DIIDROXIACETONA (DHA)74 ERITRULOSE75 REFERNCIAS76 7. RADICAIS E ESPCIES REATIVAS DE OXIGNIO78 INTRODUO78 Atividade em software 5 Radicais78 ESPCIES REATIVAS DO OXIGNIO (EROS) E RADICAL LIVRE78 Entendendo a terminologia78 Formao79 Reatividade80 Fontes de ERO: endgenas e exgenas80 Toxicidade das ERO: danos em biomolculas81 Oxidao de lipdios: lipoperoxidao82 Oxidao de protenas82 Oxidao de cidos nucleicos83 3 Estudo dirigido 7.1 Espcies Reativas de Oxignio85 SISTEMA DE DEFESA ANTIOXIDANTE85 Sistema antioxidante enzimtico86 Superxido Dismutase (SOD)86 Catalase (CAT)86 Glutationa peroxidade (GPx), glutationa redutase (GRH) e glutationa reduzida (GSH)87 Sistema de defesa antioxidante no enzimtico88 Lipossolveis90 -Tocoferol (vitamina E)90 Carotenides91 Estudo dirigido 7.2 Sistema oxidante92 REFERNCIAS92 8. ESTRUTURA DA PELE III A MATRIZ EXTRACELULAR94 INTEGRAO DAS CLULAS EM TECIDOS94 Adeso celular94 Matriz Extracelular94 Adeso clula-matriz95 Colgeno95 Elastina99 Outros componentes da matriz extracelular99 Atividade em software 6 Colgeno100 Estudo dirigido 8.1 - Atividade em software 5100 Estudo dirigido 8.2 Colgeno100 QUESTES 8.1100 REFERNCIAS102 9. ENVELHECIMENTO MOLECULAR DA PELE103 TEXTO 1 - Envelhecimento intrnseco e extrnseco103 TEXTO 2 - Descrio dos efeitos moleculares do envelhecimento da pele (I)103 Envelhecimento extrnseco103 Mudanas do tecido conectivo103 Estudo dirigido 9.1 Textos 1 e 2104 TEXTO 3 - Descrio dos efeitos moleculares do envelhecimento da pele (II)105 Estudo dirigido 9.2 Texto 3107 TEXTO 4 - Efeitos macroscpicos do envelhecimento da pele107 Estudo dirigido 9.3 Texto 4110 TEXTO 5 - O modelo micro-inflamatrio de envelhecimento da pele110 Atividade em software 7 Diapedese111 Estudo dirigido 9.4 Texto 5112 Estudo dirigido 9.5 Discusso113 TEXTO 6 - Telmeros e envelhecimento113 Atividade em software 8 Telmeros e telomerase113 Estudo dirigido 9.6 Texto 6114 Estudo dirigido 9.7 Texto 6 (cont.)115 QUESTES 9.1116 TEXTO 7 - Panorama de alteraes moleculares ocorridas em clulas envelhecidas116 Estudo dirigido 9.8 Texto 7117 QUESTES 9.2117 10. BOTOX118 TOXINA BOTULNICA - BOTOX118 Atividade em software 9 Ao da toxina botulnica119 Estrutura da toxina119 Mecanismo de Ao119 1. Bloqueio da transmisso neuromuscular120 2. Stio de ao121 Restabelecimento da transmisso neuromuscular123 1. Aparecimento de novas terminaes nervosas123 BOTOX E ESTTICA123 QUESTES 10.1124 REFERNCIAS124 4 11. DIMETILAMINOETANOL OU DEANOL (DMAE)125 HISTRICO DO DMAE125 NEUROTRANSMISSORES125 Atividade em software 10 - Segundos mensageiros125 Estudo dirigido 11.1 Atividade em software 7126 Atividade em software 11 - Protena G126 Estudo dirigido 11.2 Animao 8126 Acetilcolina (ACh)126 DMAE128 Efeito "Cinderela" de DMAE128 Estudo dirigido 11.3 DMAE129 QUESTES 11.1129 REFERNCIAS129 12. APNDICES131 APNDICE I - CHEMISTRY OF THE MAILLARD REACTION131 APNDICE II - EFEITOS DO SOLVENTE E PH NAS PROPRIEDADES DOS FILTROS QUMICOS133 APNDICE III - MEDICAMENTOS PARA EMAGRECER134 Frmacos para tratamento da obesidade137 Derivados -fenetilamnicos e fenilpropanolamnicos140 Inibidores seletivos da recaptao da serotonina141 Estudos em humanos avaliando o efeito termognico142 REFERNCIAS (APNDICES)145 13. FIGURAS COLORIDAS147 5 Apresentao O curso Bioqumica da Beleza foi preparado e ser ministrado por oito alunos de ps-graduaodoDepartamentodeBioqumicadoInstitutodeQumicadaUSP,sob superviso do Prof. Dr. Bayardo Baptista Torres. O tema do curso foi escolhido pelos prprios professores com o intuito de abranger tpicosdeBioqumicaquenosocontempladosnocursoregulardagraduaoouque possam ser aprofundados e estudados de maneira interdisciplinar.Evidentemente,otemamuitoamploeseriaimpossvelmontarumcursoque abordasse todos ou mesmo a maioria dos tpicos acerca de Bioqumica da Beleza, a ser ministrado em uma semana. Diversos tpicos sobre o assunto foram excludos e no sero portantomencionadosnocurso.Ostpicosaseremabordadosforamescolhidospor apresentarem alguma abrangncia do tema, mas principalmente por permitirem explorar a Bioqumicasubjacente,ouseja,osmecanismosmolecularesdefuncionamentode produtos de beleza.Assim, o objetivo deste curso utilizar alguns tpicos da Bioqumica da Beleza para abordar Bioqumica.Ocursofoipreparadoparamaximizarainteraodoalunocomoassuntoem estudo.Preferimossubstituiramaiorpartedasaulasexpositivasporexerccios participativos,permitindoaoalunoadquiriroconhecimentoativamente,atravsdeum estudoorientado,daresoluodepequenosproblemaspropostosedadiscussocomseu grupo e com os professores. Adriana CarvalhoCamila Moura EgdioHelder NakayaJacqueline SalottiJuliana Cristina FontanariKarina Helena Morais CardozoNoboru Jo SakabePaula Fontes Asprino Bayardo B. Torres fevereiro de 2005 6 Cronograma do curso Segunda (14)Tera (15)Quarta (16)Quinta (17)Sexta (18) (9-9:30 h) Recepo dos alunos e entrega de material (9:30-10 h) Abertura do curso 9-12 h (10-12 h)1. Xenical 4. Xampu 3. Cabelo 5. Pele 6. Radiao UV 8. Matriz extracelular 10. Botox 11. DMAE 12-14 hAlmooAlmooAlmooAlmooAlmoo 14-17 h 2. Lipostabil 3. Cabelo 7. Radicais e ERO 9. Envelheci-mento da pele Correo de exerccios 16-17 h Correo de exerccios Correo de exerccios Correo de exerccios Correo de exerccios Avaliao do curso Encerramento 7 1. Xenical (orlistat) Xenicaluminibidorespecficodaslipasesdetriacilglicerol(pancreticae gstrica),utilizadoemtratamentodeemagrecimento.OprincpioativodeXenicala molcula (S)-2-formilamino-4-metil-cido pentanico (S)-1-[[(2S, 3S)-3-hexil-4-oxo-2-oxetanil]metil]-dodecilester,tambmconhecidapororlistat(nomegenrico).Sua frmula estrutural pode ser visualizada na Figura 1.1. Figura 1.1 - Estrutura do orlistat (C29H53NO5). Mecanismo de ao Aslipasessoenzimasquecatalisamareaodehidrlisedetriacilgliceris, resultandoemglicerolecidosgraxoslivres,possibilitandoqueestessejamabsorvidos. Osprodutosdadigestolipdicaqueocorremnoestmagosoemulsificadospelossais biliares, facilitando sua digesto duodenal e, portanto, sua absoro. Orlistatuminibidorirreversveldelipases.Eleexercesuaatividadeteraputica nolmendoestmagoeintestinodelgado(Figura1.2)aoligar-secovalentementeaos resduosdeserinadostioativodaslipasesgstricasepancreticas.Comostioativo ocupado, as enzimas no so mais capazes de hidrolisar a gordura alimentar. Figura 1.2 - O Xenical age inibindo as lipases, principalmente a pancretica*. 8 Estudo dirigido 1.1 Estudo estrutural do orlistat e dos triacilgliceris Para responder as questes abaixo leia a parte de xampu da Seo 4 e consulte algum livro texto de bioqumica. 1.Baseadonaestruturamoleculardoorlistat,espera-sequeestamolculasejamais solvel em gua ou em clorofrmio? 2.Esquematizeumamolculadetriacilglicerol.Esquematizeosprodutosdahidrlisedo triacilglicerol. Que caractersticas triacilgliceris tm em comum com detergentes? 3. Obtenha estruturas de sais biliares e faa uma anlise das molculas quanto aos grupos polareseapolares,tendoemmentesuafunobiolgica.Porquesaisbiliaresso importantes para a absoro de lipdios? 4.Porquevocachaqueoorlistatcapazdeligar-secovalentementeenzima?(No preciso detalhar o mecanismo de reao ou mesmo apontar a ligao na molcula) Continuao Comonapresenadeorlistatasmolculasdetriacilglicerolnosoabsorvidas peloorganismo,odficitcalricoresultantepodeterumefeitopositivonocontrolede peso. A absoro sistmica da droga no necessria para sua atividade pois o Xenical noabsorvido(97%eliminadonasfezes)e,destemodo,efeitossistmicos,com exceodeproblemasgastrointestinais,nosoesperados.Estudosempacientescoma terapiadeXenicalcommaisdedoisanosdeacompanhamentomostramumaperda mdia de peso de 10%. OusodeXenicalfazcomquepartedagorduraalimentarnosejadigeridaou absorvida,sendoseudestinofinal,aexcreo.Seumpacienterecebeumadietamuito gordurosa,ousodestemedicamentoresultarnumadiarria.Esseefeitocolateral indesejado,muitasvezesfarcomqueopacientediminuaaingestodegordura.Uma educaoalimentare,claro,aausnciadeproblemasclnicoscausadospeladrogaso necessrios para o tratamento. Atividade em software 1 Xenical Veja como funciona o Xenical [programa instalado]. 9 Questes 1.1 1.EstudorealizadocompacientesemtratamentocomXenicalmostrouumapequena reduo de certas vitaminas (Tabela 1). Tabela 1 - Percentual de reduo de vitaminas. PlaceboXenical VITAMINA A 1,0%2,2% Vitamina D6,6%12,0% Vitamina E1,0%5,8% Beta-caroteno1,7%6,1% De acordo com estes dados e com o modo de ao do Xenical, responda: a) Por que houve a reduo destas vitaminas especificamente? b) Seria esperado que os nveis de vitamina C ou do complexo B tambm fossem alterados? c) Quaisdadosdevemseradicionadostabelaparaqueosresultadossejam cientificamente confiveis? d) Qualconselhoosmdicosdeveriamdaraospacientesemtratamentoparaevitareste quadro? 2. Dois pacientes, A e B, obesos e em tratamento com Xenical, apresentam os seguintes hbitos alimentares: AB Caf da manhOvos, bacon, lingia e leite.Pes com gelia e goiabada e sucos AlmooHambrguer, batata-frita e sorvete.Arroz, feijo e bife com cerveja. JantarPastel e churrosMacarro, frango e bolos

a) Qual dos dois pacientes obter o melhor resultado com o medicamento? b) Em qual dos dois pacientes o efeitocolateralser mais intenso, ou seja, quem passar mais tempo no banheiro? Justifique. 3. QuandooXenicalfoilanadonomercadofoiconsideradoumremdio revolucionrio.Comparandocomoutrosmedicamentosparaemagrecer,como derivadosanfetamnicos,efedrinas,diurticosehormniosdatireide,qualseriao grandemritodoXenical(vejaApndiceIII:Medicamentosparaemagrecer)?Quais seriam suas vantagens edesvantagens? Compare com outras drogas deemagrecimento existentes . 4. Baseado no texto e com o auxlio dos livros didticos responda as questes abaixo. a)Xenicaluminibidorcompetitivo,no-competitivoounenhumdosdois? Justifique. b)Seoorlistatforuminibidorcompetitivo,comodeveserumgrficorepresentando velocidadedehidrlise(ordenadas)xconcentraodegorduras(abscissas)paraa ao da lipase na presena e ausncia do inibidor? 10 c) Baseado nas respostas dos itens anteriores, como seria a ao da lipase, se a dose do medicamento for mantida e a quantidade de gordura na alimentao for aumentada? 5. O que se espera da absoro e dos nveis de colesterol de pacientes em tratamento com Xenical? Referncias Canaan S, Roussel A, Verger R, Cambillau C. Gastric lipase: crystal structure and activity. 1999Biochim Biophys Acta.. 23;1441(2-3):197-204. 1999. http://www.1stxenicalprescription.co.uk/dieting.html http://www.xenical.com/ Preciso de Xenical para ver se o Viagra est funcionando. 11 2. Lipostabil Fosfatidilcolina(PC)umglicerofosfolipdiosintetizadoapartirdeglicerol (Figura 2.1). Os C1 e C2 so ocupados por diferentes cidos graxos, enquanto a posio 3 ocupadaporumafosfocolina.OnomequmicousualdePClecitina,noentanto, comercialmenteestenomeusadoparadenominarumamisturadelipdiosquepode conterconcentraesvariadasdePC.Naindstria,lecitinassousadasnapreparaode chocolates, cremes hidratantes, suplementos nutricionais, sorvetes, queijos, etc. (CH3)3CH2CH2CH2(CH2)14CH3N+OPOOOC1C2H HHO OC=O O=C(CH2)7CHCH(CH2)7CH3 Figura 2.1 - Estrutura de uma fosfatidilcolina (1-palmitoil-2-oleil fosfatidilcolina). PCumdosprincipaisfosfolipdiosquecompemamembranaplasmticada clula.tambmumdosprincipaiscomponentesdostensoativosnaturaiseumadas formasdereservarcolina,umnutrienteessencial,entreoutrascoisas,parasntesedo neurotransmissoracetilcolina.PCsecretadonabile,facilitandoaemulsificao, transporte e absoro de gorduras, uma vez que esta uma molcula anfiptica. Emmamferos,PCpodesersintetizadaporduasviasdistintas:apartirdecolina, proveniente da dieta, ou a partir de etanolamina, no fgado. Esta uma forma de garantir o suprimento do fosfolipdio mais abundante nos mamferos. Gros, legumes, carnes e ovos so algumas das fontes alimentares das quais possvel obter lecitina. 12 Estudo dirigido 2.1 Fosfatidilcolina Utilize algum livro de bioqumica para responder as questes abaixo. 1. O que fosfatidilcolina? O que ela tem em comum com um detergente? 2. Entendendo a molcula Na Figura 2.1: a)Identifiqueamolculadeglicerol,aligaoster,oscidosgraxoseogrupamento da fosfocolina. b) Esquematize separadamente a molcula de glicerol, os cidos graxos e a fosfocolina. Identifique a poro polar e apolar. c) Qual regio da molcula da fosfatidilcolina ser encontrada no interior da bicamada lipdica? 3. Emqueasmolculasdefosfatidilcolinapodemdiferirestruturalmente?Quais propriedades so variveis entre estas molculas? 4. Compare o ponto de fuso de: a) um cido graxo de cadeia longa com o de um cido graxo de cadeia curta. b) de diferentes cidos graxos com nmero crescente de insaturaes. 5. Esquematize as molculas abaixo, a partir dos radicais apresentados. a) fosfatidilglicerol b) fosfatidilcolina c) fosfatidiletanolamina d) fosfatidilserina N+CH2CH2CH3CH3CH3 colina CH2CH2NH3+ etanolamina CH2C HCOO-NH3+ serina 6. Em que estrutura celular encontrada a fosfatidilcolina? 13 Continuao Lipostabil e Essentiale (Aventis Pharma) so nomes comerciais de frmacos a basedefosfatidilcolinautilizadosemprincpioparatratamentodealteraeshepticase cardiovasculares.NoBrasil,estemedicamentonoregistradonaANVISA(Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria) e, portanto, a fabricao, importao, distribuio, venda e uso so proibidos. Oprimeirorelatodeusocosmticodefosfatildilcolinafoifeitopelomdico italianoSergioMaggioriemumencontrointernacionaldemesoterapiaem1988.No Brasil,nofinaldosanos90algumasclnicaspassaramausarinjeessubcutneasde Lipostabil no tratamento de gordura localizada. Embora a reduo de gordura localizada parea ser real, o mecanismo pelo qual o medicamentoageeaseguranadoprocedimentopermanecemincertos.Enquantoalguns autores (Rittes 2003, Hexsel 2003) defendem a segurana do mtodo em artigos por vezes controversos, outros argumentam que deve haver mais estudos antes do reconhecimento e da autorizao da tcnica (Rotunda et al 2004). Questes que ainda no foram esclarecidas dizemrespeitoespecificidadetissulardomedicamento,concentraoquedeveser administrada, toxicidade, contra-indicaes e efeitos malficos a longo prazo. Questes 2.1 1.Algunsdosmecanismospropostosparaaaodafosfatidilcolinanosadipcitos incluem i) emulsificao e transporte de triacilgliceris das clulas de gordura; ii) ao como detergente. Justifiquedequeformacadaumadestasaespoderiaocorrer.LeiaaSeo4sobre detergentes. 2. A figura abaixo foi extrada do artigo de Rotunda et al, 2004. A Tabela 1 mostra quais so os constituintes da frmula injetvel de fosfatidilcolina. Desoxicolato de sdio um sal biliar. Tabela 1 - Frmula da fosfatidilcolina injetvel Concentrao (massa/volume) Fosfatidilcolina5 % Desoxicolato de sdio4,75 % lcool benzlico0,9 % gua100 ml 14 CHOR2CH2OPOOOCH2CH2N+CH3CH3CH3CH2OR1FosfatidilcolinaR1e R2= Resduos de cidos graxos CCH3ONaOO HCH3OHC H3HDesoxicolato de sdio CH2OHlcool benzlico a) Observe a estrutura de desoxicolato e destaque os grupamentos polares e apolares. Voc achaqueamolculapredominantementepolarouapolar?Quepropriedadeso desoxicolato de sdio e a fosfatidilcolina tm em comum? Veja sua resposta questo 3 do Estudo dirigido 1.1 de Xenical. b) Por que se usa desoxicolato de sdio na formulao de Lipostabil? 3.AFigura2abaixo,extradadomesmoartigodeRotundaetal,2004,mostraum experimentonoqualestimadaalisecelularanalisandoaliberaodelactato desidrogenasenomeiodecultura.EmA,umensaiometablicomostraaviabilidade celular.Nesteensaio,clulasmetabolicamenteativasalteramacordeummarcador,o qualdetectadofazendousodeumespectrofotmetro.Destaforma,amedidade absorbnciadiretamenteproporcionalaonmerodeclulasvivas.EmB,amedidade lactatodesidrogenasenomeiodecultura,quantificadaporespectrofotmetro,indicao rompimento da membrana plasmtica. Abs.490nm00,511,500,005 0,05 0,5AConcentrao (%) 00,511,50 0,005 0,05 0,5BConcentrao (%)2Abs.490nm Figura 2 - (A) Ensaio metablico da viabilidade de queratincitos expostos ao Lipostabil

( )edesoxicolatodesdio( ).Aabsorbnciarelacionadadiretamentecoma viabilidadecelular.(B)Ensaiodelactatodesidrogenaseliberadoporclulasexpostasao Lipostabil

( ) e desoxicolado de sdio ( ). As barras representam um desvio padro. 15 a) Descreva o que acontece quando so ministradas diferentes concentraes de soluo de fosfatidilcolina (Lipostabil

) e de desoxicolato de sdio. b) O que pode ser concludo a partir desta figura? 4.AFigura3abaixomostraaaodasoluofosfatidilcolina+desoxicolatodesdio (DOC)ouapenasDOCemgorduraemsculosunos,bemcomoaadministraodo detergente Empigen. Figura 3 - Extrada de Rotunda et al, 2004: microscopia de bipsias de pele de porco. (a) Adipcitoscontrolee(b)adipcitosdepoisdeinjeodafrmuladefosfatidilcolina.(c) Adipcitos controle e (d) adipcitos depois de injeo desoxicolato. (e) Msculos controle e (f) msculos depois de injeo da frmula de fosfatidilcolina. (g) Tecido adiposo depois de injeo do detergente Empigen. a) Por que a lmina (g) foi tratada com Empigen? 16 b)Apsanalisarestesexperimentos,qualmecanismodeaodoLipostabilsetorna evidente? c) Que risco imediato voc percebe neste tratamento? d) Na sua opinio, os resultados so conclusivos quanto ao modo de ao do Lipostabil? Que outro experimento voc proporia? Referncias Ablon G, Rotunda AM. 2004. Treatment of lower eyelid fat pads using hosphatidylcholine: clinical trial and review. Dermatol Surg. 30(3):422-7. Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; and Stryer, Lubert. 2002. Biochemistry. New York: W.H. Freeman and Co. Cooper,GeoffreyM.SunderlandMA.2000.TheCell-AMolecularApproach.2nded.Sinauer Associates Inc. HexselD,SerraM,MazzucoR,DalFornoT,ZechmeisterD.2003Phosphatidylcholine in the treatment of localized fat. J Drugs Dermatol. 2(5):511-8 Rittes PG. 2003.The use of phosphatidylcholine for correction of localized fat deposits. Aesthetic Plast Surg. (4):315-8 Rittes PG. 2001. The use of phosphatidylcholine for correction of lower lid bulging due to prominent fat pads. Dermatol Surg.27(4):391-2. RotundaAM,SuzukiH,MoyRL,KolodneyMS.2004.Detergenteffectsofsodium deoxycholate are a major feature of an injectable phosphatidylcholine formulation used for localized fat dissolution. Dermatol Surg. 30(7):1001-8. Voet , D and Voet, J.G. 1995.Biochemistry 2nd ed.. John Wiley & Sons, Inc, New York Pginas: 281; 286; 299; 320; 664; 714; 763 http://www.anvisa.gov.br/divulga/noticias/2002/301202.htmcarta da ANVISA http://www.heilpflanzen-welt.de/homoeopathie/apotheker-lexikon http://www.woodmed.com/Phos%20Choline.htm http://www.dermatologia.net/noticias/lipostabil_alerta.htm http://www.dermatologia.net/estetica/fosfatidilcolina.htm http://surgery.org/press/news-release.php?iid=208&section=news-lipoplasty http://www.americanlecithin.com/lecithin.pdf 17 3. Estrutura da pele I cabelo A pele forma a superfcie externa contnua ou tegumento do corpo, sendo o maior rgo, constituindo quase um sexto do seu peso total. Possui quatro funes principais: Proteo:a pele fornece proteo contra a luz ultravioleta e agresses mecnicas, qumicas e trmicas; sua superfcie relativamente impermevel impede a desidratao e atua como uma barreira fsica invaso por microrganismos. Sensibilidade:apeleomaiorrgosensitivodocorpoecontmvrios receptores para o tato, presso, dor e temperatura. Termorregulao: em humanos, a pele um importante rgo de termorregulao. Ocorpoisoladocontraaperdadecalorpelapresenadeplosetecidoadiposo subcutneo(insulao).Aperdadecalorfacilitadapelaevaporaodosuorna superfciecutneaeaumentodofluxosangneoatravsdaricaredevascularda derme. Funesmetablicas:otecidoadipososubcutneoconstituiumimportante reservatriodeenergia,principalmentenaformadetriacilgliceris.Porexemplo,a vitamina D sintetizada na epiderme. Em diferentes regies do corpo a pele varia emespessura,cor, presena de plos, glndulaseunhas.Apesardessasvariaesquerefletemdiferentesdemandasfuncionais, todos os tipos de pele possuem a mesma estrutura bsica. A pele espessa cobre a palma da moeasoladosps,possuiglndulassudorparas,masnopossuifolculospilosos, msculoseretoresdoploeglndulassebceas.Apeledelgadacobreamaiorpartedo resto do corpo, contm folculos pilosos, msculos eretores do plo, glndulas sudorparas e glndulas sebceas. Asuperfcieexternadapeleconsistedeumepitliopavimentosoestratificado queratinizadodenominadoepiderme;suaespessuravariadeacordocomasforas funcionais e as influncias de desidratao s quais submetida. A epiderme sustentada e nutrida por uma camada espessa de tecido fibroelstico densodenominadoderme,quealtamentevascularizadaecontmmuitosreceptores sensitivos.Adermefixadaaostecidossubjacentesporumalminadetecidofrouxo denominada hipoderme ou camada subcutnea, que contm quantidade varivel de tecido adiposo (Figura 3.1). Figura 3.1 - Ver na Seo 13 "Figuras coloridas". Apndices epidrmicos O cabelo ou plo composto por clulas epidrmicas mortas que passaram por um processodequeratinizaoincluindoaexpressodiferencialdequeratinas especficas.derivadodosfolculoscapilaresoupilosos,quesoinvaginaes que se projetam da derme ou hipoderme. Os msculos eretores do plo tornam os plos arrepiados para uma melhor insulao. 18 Asglndulassebceassoanexosdosfolculoscapilareseestoinseridasna derme e hipoderme. So predominantes no rosto, pescoo e parte superior do corpo. Elas secretam por secreo holcrina, na qual a clula secretora morre e torna-se o prprio produto de secreo da glndula. As clulas mortas so repostas por mitose naperiferiadaglndula.Asecreoosebo,umamisturadetriglicridese colesterol tipo cera. Funciona como um agente protetor e mantm a textura da pele e a flexibilidade do cabelo. Asglndulassudorparascrinassoglndulastubularesemespiral,estona camadaprofundadadermeousobreahipodermeeestopresentesemtodoo corpo. A sua funo primria o resfriamento por evaporao (transpirao). Asglndulassudorparasapcrinassoglndulastubularesquedesembocamnos folculospilososnasaxilaseregiesurogenitais.Asecreoumamisturade protenas,carboidratoseonsfrricosquenopossuiodor,pormtorna-seftida aps ao de bactrias comensais da pele. A estrutura do cabelo As razes Estoprotegidasnaderme,dentrodofolculopiloso,ondeocabelogeradoe colorido (Figura 3.2). Figura 3.2 - Ver na Seo 13 "Figuras coloridas". A papila drmica Ofolculopilosooresultadodeumaassociaoeinteraodoscomponentes dermaleepidermal.Localizadaa4mmabaixodapele(Figura3.2),apapiladrmica formada por tecido conectivo que secretagrandes quantidades de matriz extracelular (ver Seo 8). Altamente vascularizada, a papila a fora real que dirige o folculo, provendo todainformaonecessriaparaamultiplicaoediferenciaodasclulasdamatrize, deste modo, regulando o ciclo de vida do cabelo. A glndula sebcea Ofolculotemumaoumaisglndulassebceasque,porsuavez,contmuma grande quantidade de clulas, os sebcitos, que so preenchidos por lipdios (Figura 3.2). Aglndulaliberaseuslipdiosnaformadeumasubstnciagordurosa,osebo.Em quantidadesnormais,oseboessencialparaalubrificaoeproteodafibracapilar mantendosuaflexibilidadeebrilho.Controladoporhormnios,ocorretofuncionamento daglndulasebceapodesetornarirregular,produzindomuitooupoucosebo,oque acabaprejudicandoocabelo.Seproduzidoemexcesso,podetornarocabelooleosoe pesado. Por outro lado, a falta de sebo pode tornar o cabelo danificado, seco ou opaco. 19 Os queratincitos Osqueratincitosdofolculopilososoclulasquesemultiplicamnumataxa muito maior do que os queratincitos da pele (Figura 3.2). Alm disso, eles se diferenciam para formar as diferentes estruturas do cabelo. A produo e armazenamento de queratina, um processo denominado queratinizao, causa um endurecimento destas clulas, levando desintegrao de seus ncleos e conseqente morte. Os melancitos Os melancitos so clulas grandes presas no topo da papila drmica (Figura 3.2), queproduzemopigmentomelaninaeotransferemaosqueratincitos,queformamo crtexdafibracapilar(verabaixo).Osmelancitosusamseusdendritosparainjetaros pequenos grnulos de pigmento. Deste modo, o cabelo incolor no incio. Diferentemente dapele,osmelancitosdofolculopilosonoprecisamdaluzdosolparaproduzir melanina. Osmelancitosproduzemamelaninaemorganelasespecializadaschamadasde melanossomos. A transferncia dos melanossomos dos melancitos para os queratincitos ocorreporumprocessoaindanototalmenteesclarecido.Ashiptesessodequeo melanossomainjetadodiretamentenoqueratincitoouaindaqueocorrefagocitoseda organela na extremidade dendrtica do melancito. interessantenotarqueamelaninaproduzidaporumacluladapeleconsegue suprir at 40 queratincitos, enquanto que uma do cabelo, apenas 4 ou 5. As diferenas de colorao so devidas s diferenas no nmero, tamanho e arranjo dos melanossomos. Atividade em software 2 Detalhando a estrutura do cabelo Veja um modelo virtual de cabelo em: http://www.hair-science.com/_int/_en/R3D/US/droit_index.htm Estudo dirigido 3.1 Atividade em software 2 1. Localize a papila drmica no modelo. 2. Localize a matriz do cabelo. 3. Localize a zona queratingena. 4. Localize a glndula sebcea. 20 Estudo dirigido 3.2 - Cabelo 1.Vocachaqueapenltimafrasedotrechosobremelaninanapeleenocabelofaz sentido? Discuta. interessante notar que a melanina produzida por uma clula da pele consegue suprir at 40 queratincitos, enquanto que uma do cabelo, apenas 4 ou 5. 2.Faaumesboodeumfiodecabelo,comasprincipaisestruturasesuasfunes principais,mostrandooprocessodecoloraodeumfiodecabelo.Useotextoea animao. Colorao natural do cabelo Amelaninaexistenaformadedoispigmentos:eumelaninaefeomelanina. Eumelanina na verdade um polmero que ocorre em grnulos dentro dos melanossomos em forma semelhante a um gro de arroz e sua colorao varia de vermelho escuro a preto. Elageradaapartirdatirosina,poraodatirosinase.Feomelaninaocorreem melanossomos com uma forma menos precisa e pode ser vista na forma de pontos difusos. Suacoloraovariadeamareloparavermelho.Diferedaeumelanina,porque,almda tirosina, outro aminocido, a cistena, est envolvido em sua produo. A proporo destas duas melaninas determina a colorao do cabelo. Porm, fcil entender que o cabelo negro dos japoneses contm virtualmente somente eumelanina e que ocabeloruivodosirlandesessejaricoemfeomelanina.maissurpreendentedescobrir queocabeloloirodosescandinavosformadoporeumelaninaenofeomelanina.Isto estligadoimensaquantidadedemisturaspossveisdestesdoispigmentos.Porisso,a distribuiodemelanina,determinadapelaheranagentica,ofereceumapaletainfinita de cores, do loiro mais claro ao negro mais escuro. Outros aspectos e biossntese da melanina sero abordados mais adiante (Seo 6). Cabelo grisalho Quandoocabelocresce,elepigmentadooubranco.Aaparnciagrisalhado cabelosomenteumprodutodeumailusodeptica,produzidopelamisturadeum cabelo colorido e cabelo branco. Oembranquecimentodocabelopodeserexplicadoporumaincapacidadede algunsmelancitosemproduzirpigmentosedeoutrosemtransferiropigmentoaos queratincitos. No entanto, dado que aps receberem a melanina para sua colorao ocorre morte celulardosqueratincitos,paraqueocabelocontinuecomsuacornaturalprecisoque hajaumaconstanterenovaodosmesmos.Issofeitopormeiodaschamadasclulas-tronco, capazes de se diferenciar em vrias outras, inclusive em melancitos. Desse modo, cientistasdaUniversidadedeHarvardedoHospitalInfantildeBostondescobriram recentementequeaperdagradualdessasclulasnodiferenciadasest,literalmente,na raiz do cabelo grisalho. Mais especificamente, no folculo capilar, estrutura que ancora o cabelo na pele. 21 Experimentos em camundongos comprovaram a descoberta de que existe um gene, o Bcl2, que fundamental para proteger as clulas-tronco no momento em que o folculo capilar est em estado de dormncia, sem crescimento de cabelo (algo que ocorre em cerca de 10% a 15% dos fios em qualquer momento). A equipe estudou camundongos que no tinham o gene protetor Bcl2. O efeito foi dramtico: os camundongos mal nasceram, logo ficaram grisalhos, por terem perdido as clulas-tronco que dariam origem aos melancitos. Portanto, problemas com esse gene podem estar associados ao caso de pessoas que ficam comoscabelosbrancosprematuramente.Osestudoscomcamundongostambm revelaramumarelaoclaraentreaidadedoanimal,onmerodeclulas-troncoea quantidade de plo grisalho. Os testes foram reproduzidos em amostras do couro cabeludo desereshumanoseoresultadofoiomesmo.Ospesquisadoresimaginamqueexista algum mecanismo no folculo que deixe de funcionar com o envelhecimento, causando a morte das clulas-tronco e tornando o cabelo grisalho. Omesmomecanismocelularquefezoscamundongosficaremgrisalhosantesda horapoderiasertilparaatacaromelanoma,poisessetipodecncerdepelese caracterizapelaproliferaoaceleradademelancitos.Essemecanismopoderiaser imitado por uma droga capaz de envelhecer as clulas do melanoma. A fibra de cabelo A Figura 3.3 mostra diferentes estruturas que compem um fio de cabelo. (a) 22 (b) Figura 3.3 - (a) Imagens de microscopia eletrnica de varredura de um fio de cabelo e (b) esquema de um fio de cabelo. A cutcula Acutculaoenvelopeexternodafibradocabelo(Figura3.3).Asclulasquea formam se chamam escamas e so extremamente pequenas e incolores. Elas so unidas porumcimentointercelularricoemlipdios,sobrepondo-seumassoutrascomotelhas, formandocamadasde3a10clulas.Comoasextremidadeslivresdasclulasesto orientadas para a ponta do cabelo, elas podem exercer seu papel principal que proteger o crtex.Acutculaapartedocabelosujeitaaosataquesdirioseaspropriedades cosmticas dos produtos para cabelo dependem de seu estado. O crtex O crtex o corpo real da fibra (Figura 3.3). Representando 90% de seu peso total, eleformadoporclulaspreenchidasporqueratinaeestaorganizaoquedfibra suas propriedades marcantes. Ao longo da maturao do cabelo, estas clulas corticais se tornamalongadasechegamaatingircercade100micrmetros.Arranjadasaolongodo cabelo, elas so mantidas por uma substncia intercelular composta por queratina flexvel, rica em lipdios. E tambm no crtex que os gros de melanina que do cor ao cabelo so encontrados. A sua nica forma de proteo uma fina camada de sebo e a cutcula. 23 A medula Amedula,oucanalmedular,estsituadanocentrodafibraesuapresenaao longodocabelo,geralmente,descontnuaouatausente(Figura3.3).Parecequeas clulasqueacompemrapidamentedegeneram,deixandoespaoparabolhasdear.Em humanos,oseupapelaindadesconhecido,porm,emalgunsanimais,estaestrutura alveolar parece possuir um papel essencial na termorregulao. 24 Estrutura microscpica e molecular Ocomponenteprimriodafibradocabeloaqueratina,umaprotena mecanicamentedura.Estpresenteemtodososvertebradossuperiores,emunhas,plos, chifresepenas.Existemmaisde50genesparaqueratinaquesoexpressosdemodo tecido-especfico. (A) O cabelo tpico possui ~20 m de dimetro e constitudo de clulasmortas. Cortandoumfiodecabelo,podemosveradisposiodas longasclulascorticais(1)envolvidasporumasubstncia intercelular rica em lipdios e protenas (2). (B)Dentrodecadaclulacortical,humasriede macrofibrilas(~2000dedimetro)dequeratina(3) dispostas na mesma direo da clula. Pequenosgrnulos de melanina (4) tambm podem ser visualizados. (C)Emaumentomaior,podemosverquecada macrofibrila composta por inmeros elementos menores, as microfibrilas (~80 de largura) (5). (D)Cadamicrofibrilaaparececomoumarranjode elementos menores denominados protofibrilas (6). (E) Aumentando ainda mais, possvel visualizar as 4 cadeias de queratina formando uma alfa-hlice (7). (F)E,porltimo,aestruturamoleculardeumadas cadeias de queratina (8). Dentrodocrtex,aqueratinaorganizadaem protofibrilasecompostaporquatrocadeiaspolipeptdicas. Estaestruturamantidaporligaesentreostomosdas diferentes cadeias. Estas ligaes podem ter foras variveis: fracascomoaspontesdehidrogniooufortescomoas ligaes inicas ou pontes dissulfeto. Os lipdios representam 3% da composio do cabelo. Elessoproduzidosnobulbocapilareformadosapartirde esterides,cidosgraxoseceramida.Estopresentes essencialmentenocimentointercelulardocrtexena cutculaeconferemaocabeloumacertaimpermeabilidade, garantindoacoesodafibracapilar.Amisturadelipdios produzidospelaglndulasebceaformaumfilmena superfciedapeleelubrificaofiodecabelo,preservando assim sua flexibilidade e brilho. A melanina, pigmento responsvel pela cor natural do cabelo, representa apenas 1% da composio total do cabelo. Aguaconstitui,emcondiesnormais,12a15%da composiodocabelo.Algunsdosoutroselementosso provenientesdoambienteeestopresentesempequenas quantidades.Outroselementosvmdiretamentedo organismo.Comoaraizdocabelopossuiumaboairrigao sangunea,substnciastrazidaspelosanguepodemser incorporadas no cabelo durante sua formao. 25 Estudo dirigido 3.3 Estrutura molecular do cabelo Usealgumlivrodebioqumicapararesponderasquestesabaixo.Referncia Biochemistry (1995) Voet e Voet, Wiley and sons, NY, cap7. 1.Descrevaaestruturadeumdmerodequeratina.Incluaemsuadescrioosseguintes itens: a) Nmero mdio de resduos em cada segmento polipeptdico. b) Caractersticas cido/base de cada segmento (tipo I ou tipo II). c) Estrutura primria e secundria. d) Foras que estabilizam a estrutura. e) Orientao das cadeias. f) Nome dado ao tipo de estrutura de protena formada. 2.Qualalgicadamontagemdeumfiodecabelo?Faaumaanalogiacomalguma coisadomundomacroscpico(dica:vocassistiuOnufrago,comTomHanks? Voc se lembra como ele amarrou o barco?) 3. Por que a queratinaforma uma alfa-hlice? Se ela usada paraformarum fio, porque nosimplesmenteesticaramolculaomximopossvel,aoinvsdegastar aminocidos a cada volta da hlice? 4. Por que existe uma organizao peridica de aminocidos hidrofbicos em um dmero de queratina? 5.Esquematizeumapontedissulfetoligandoduascadeiaspolipeptdicas.Paraqueelas servem em um fio de cabelo? 6.Baseadoemsuarespostaanterior,vocesperaquediferentesdisposiesdepontes dissulfetogeremfilamentosdiferentesdealgumaforma?Issosecorrelacionacomsua experincia diria? 7. Por que tratamentos de cabelo como permanentes, alisamentos, etc. empregam produtos com cheiro ruim? Qual a origem do cheiro ruim? 8. VocdiriaparasuaamigaquenocursouBioqumicadaBelezaquealisamentoe permanentesoamesmacoisa,molecularmentefalando?Esquematizeasetapasdo processo de alisamento ou permanente. 9. Estruturalmente, em que diferem as queratinas duras (cabelo, unhas e cornos) e as moles (pele, calos)? 10. Questes 5 e 6, pg. 189, Cap. 7, de Biochemistry - Voet e Voet, Wiley and Sons, NY, segunda edio (1995). 26 Estrutura molecular o filamento de queratina Aqueratinafazpartedeumgrupodeprotenasdefibrasdocitoesqueletode eucariotosdenominadoIntermediateFilamentProteins(IF).Aprincipalfunodessas protenasestrutural,dandosuportemecnicoparaamembranaplasmticaquandoesta entraemcontatocomoutrasclulasoucomamatrizextracelular.Dentrodesteconjunto deprotenasfilamentosas,aqueratinacorrespondeaostipoIqueratinacidaeII queratinabsica.Elassoexpressasapenasemclulasepiteliais,associando-senuma razo de 1:1, formando heterodmeros. Portanto, no existe nenhum filamento de queratina formado por homodmeros. AsqueratinascompemaclassedeprotenasIFcommaiordiversidade,comum grandenmerodeisoformasdiferentes.Emtecidosepiteliaisdurosexistem aproximadamente10tiposdequeratinasdiferentes(maisespecificamenteunhas,cabelo, l)emais20tiposdenominadoscitoqueratinas,quesogeralmenteencontradas revestindo cavidades internas do corpo. Asprotenasfilamentosasnoapenascompartilhamacaractersticadepossuir filamentosde10nmdedimetro,mastambmpossuemumdomnioestruturalem comum:umaestruturade-hlicecentral.Estedomnio,queconservadoemtodasas protenasIF,consistedequatrolongas-hlices,separadasportrsregiesno helicoidais, que possuem posio altamente conservada evolutivamente (Figura 3.4). Esta estrutura flanqueada por domnios globulares das regies N- e C- terminais, que variam muito em peso molecular e seqncia entre as diferentes protenas IF. 27 Figura3.4Oesquemamostraosnveisdeorganizaoemacroestruturadasprotenas IF.Elasformamheteroouhomodmeroscomumdomniocentralde-hlicealtamente conservado flanqueado por estrutura no helicais, que variam em tamanho e seqncia. O domniocentralcontmquatroelementosespaadoresnohelicais(spacers).Apartir da,haformaodeumtetrmeropordmerosidnticosdispostosanti-paralelamente. Estestetrmerosaindaseagregamponta-a-ponta,formandoumprotofilamentoepares destes se associam lateralmente, formando uma protofibrila. A associao lateral de quatro protofibrilas que vai formar um filamento cilndrico de 10 nm de dimetro. Protenas Associadas Queratina AsprotenasKAPsconstituemumamatrizprotica,ondeasprotenasIFsse encontram depositadas. Elas podem ser divididas em 3 grandes grupos, de acordo com sua composioprotica:(i)grupodasglicina-tirosina;(ii)gruposulfrico;(iii)grupoultra-high sulfrico. Esses grupos so codificados por seqncias gnicas diferentes. Estudo dirigido 3.4 Queratina e filamentos intermedirios 1.Apsleratentamenteotrechosobreofilamentodequeratina,vocaprendeuqueesta protenafazpartedeumafamlia(IFProteins).Apartirda,respondasseguintes perguntas: a) Que tipo de protenas so essas e qual sua principal funo? b) Como voc poderia correlacionar a funo dessas protenas com sua estrutura? c) Oquefazcomqueestasprotenascompartilhemummesmogrupo?Esta caracterstica pode ser correlacionada sua funo? 2.Experimentoscomcamundongostransgnicosexpressandopolipeptdeosdaqueratina K14mutantes(formamosheterodmeroscomaqueratinaK4masnoconseguem formarosprotofilamentos)resultaramemanimaiscomanormalidadesnapele,como bolhas,semelhanteaoqueocorreemumadoenadepelehumana:Epidermlise Bullosa Simples (epidermolysis bullosa simplex). Anlises histolgicas das regies mais afetadas mostraram alta incidncia de clulas basais epidermais mortas. Considerando a funo de estruturao celular das protenas filamentosas, como voc explica esta morte celular? 3. Qual seria uma razoprovvel para um dmero de queratina sempre ser constitudo de tipo I e II, cido e bsico, respectivamente? Questes 3.1 1.Oqueumdomnioproteico?Porqueamontagemdeumfilamentointermedirio envolveaformaodeumtetrmeroantiparalelo?Issosecorrelacionaidiade domnio proteico? 28 2. Vamos nos concentrar em uma funo biolgica bem importante: a respirao. Trs ou quatro minutos sem oxigenao j pode ser fatal para o tecido nervoso. Portanto, esta funoextremamenteimportanteparaamanutenodavida.Elamantida,dentre outras coisas, pela hemoglobina, que se liga ao oxignio nos pulmes entregando-o aos tecidos. Agora pense em todo o processo evolutivo que ocorreu e continua ocorrendo athojeereflitasobreaseguintepergunta:serqueamolculadehemoglobina evolutivamente conservada ao longo da escala evolutiva? Seafunodeumaprotenapodeestar(eestnamaioriadasvezes!)altamente relacionadasuaestruturae,peloquesabemos,aestruturaquaternriadeuma protenadependedesuaestruturaprimria(dadapelasuaseqnciadeDNA),oque vocesperaqueocorraaoprovocarmosumamutaonaseqnciagnicanos domniosaltamenteconservadosdas-hlicesdasprotenasIF?Eseessamutao ocorrernosdomniosaltamentevariveisN-eC-?Comovocfariaparatestarsua hiptese? 3. Aps muitos experimentos, cientistas observaram que o encurtamento do N-terminal de monmerosdeprotenasIFprovocavaotruncamentodaorganizaoproteicadestas, com exceo da queratina. No entanto, o mesmo no ocorreu quando os experimentos foramrepetidosnaporodoC-terminal.Oquesepodeconcluirapartirda?Esse resultado foi surpreendente? Por qu? 4.ComoadescobertadequeasmutaesnoN-terminalinviabilizamaorganizaodos protofilamentos, podem auxiliar nos estudos da funo destas protenas dentro de uma clula, atravs de tcnicas como transformao ou microinjeo? Diferenas tnicas Forma do cabelo Independentedofatodeserliso,ondulado,crespoouencaracolado,umcabelo sempre um cabelo. Sua composio bsica de queratina sempre a mesma. Por outro lado, a forma do cabelo varia enormemente. As diferenas dependem em grandepartedasecotransversaldocabeloedecomoelecresce.Estudosindicamque estesdoiselementosestointimamenterelacionadosformadofolculopilosoesua posio no couro cabeludo. Asecotransversaldeumcabeloumaelipsequepodetendermaisoumenos paraumcrculo(Figura3.5).Umaanalogiacomoutrosmateriaismostracomoaseco transversalpodeinfluenciarnaaparnciadocabelonoespao:nasmesmascondiesde tamanho, uma faixa fina se enrola muito mais facilmente do que uma corda cilndrica. Por isso,osasiticospossuemcabelocomumasecotransversalmaisgrossaecilndrica, enquantoqueosafricanospossuemumasecotransversalachatadaefina,formandoo cabelocrespoeencaracoladocomanisdeatpoucosmilmetrosdedimetro. Caucasianospossuemumasecotransversalmuitomaisvariada,pormsendomaisou menoselptica.Ocabelodoscaucasianosvaidesdeonduladoatbastantecacheado (Tabela 3.1). 29 Atividade em software 3 - Cabelo crespo Veja um modelo virtual de cabelo crespo em: http://www.hair-science.com/_int/_en/R3D/US/frise_index.htm Seco transversal de fio de cabelo de asiticos Seco transversal de fio de cabelo de africanos Seco transversal de fio de cabelo caucasianosFigura 3.5 Estrutura do cabelo em diferentes etnias. Tabela 3.1 Diferenas de cabelos entre raas. Raa\CabeloCrescimentoDensidadeCaracterstica Asiticos1,3 cm / ms+ O modo como o folculo est implantado faz com que o cabelo cresa reto, perpendicular ao coro cabeludo. Africanos0,9 cm / ms++ Como o cabelo cresce quase paralelo ao coro cabeludo, ele cresce enrolado nele mesmo. Caucasianos1,2 cm / ms+++ Cresce num ngulo oblquo ao coro cabeludo e levemente curvado. Questes 3.2 1. Emboraacor do cabelo seja determinadageneticamente estabelecendoconcentrao e proporodemelaninas,algunsfatoresambientais,bemcomodoenas,podem 30 influenciar na aparncia final. Relacione abaixo a aparncia do cabelo e o possvel fator de causa. ()Fatoresnutricionaispodemcausaralteraesapenasemcasosextremos,sendoum exemplo o Kwashiorkor, causado pela deficincia prolongada de protena na dieta. As alteraes se restringem aos momentos de deficincia nutricional. () Problema relacionado s altas concentraes de cobre na gua, capazes de se associar aocloro,resultandoemumcompostoquecapazdeligar-secutculadocabelo (Goldschmidt1979,Goette1978).Estaaparnciapodeocorrercomguadepiscina, gua da torneira rica em cobre ou mesmo aps o uso de cosmticos contendo extratos de plantas. () Albinismo tipo 1 (deficincia na enzima tirosinase). ()Fumantescrnicos-substnciasprovenientedotabacobloqueiamaproduode pigmentos por melancitos. O alcatro capaz de reagir quimicamente, aderir e tingir os fios brancos. ()Fenilcetonria-deficincianafenilalaninahidroxilasedofgado,incapacitandoo organismo de converter fenilalanina a tirosina. () O cabelo torna-se mais escuro. ()SndromedeMenkes-doenarecessivaligadaaocromossomoX.Osindivduos portadores no so capazes de absorver cobre, necessrio, entre outras funes, para o funcionamento da tirosinase. (A)Reduodaproduoeincorporaodepigmentosnofiodecabelo.Cabelos castanho-escurosadquiremumtomvermelho-ferrugem,cabelosclarostornam-se loiros. Algumas vezes h alternncia entre pores claras e escuras ao longo do fio de cabelo. (B)Perdadecornocabelo,peleeolhos.Estessoapenasalgunssintomaslevesdesta doena que pode incorrer em retardo mental grave. (C)Cabelotorna-securto,quebradioeretorcido(pixaim)comopassardaidade.H perdadecornocabelo,almdestasalteraesnaestruturadocabelo.Hsintomas relacionados com a pele e com sistema nervoso central. Administrao subcutnea de cobre-histidinato capaz de reverter os sintomas. (D) O indivduo afetado apresenta ausncia total ou muito acentuada de pigmentao. (E) Cabelo loiro torna-se esverdeado. (F) Cabelo grisalho prematuro. O cabelo branco pode adquirir colorao amarelada. (G) Tratamentos com drogas relacionadas dopamina (Parkinson, por exemplo). 31 Esquema 1 Biossntese de melanina. 3.Algumascrianasloirasquandoatingemaidadeadultaapresentamcabelosescurose, posteriormente, os cabelos tornam-se grisalhos. Se desconsiderarmos fatores ambientais, o que poderia contribuir para este fenmeno? Veja o Esquema 1 acima. 4. Para que seja alterada a cor do cabelo artificialmente, necessrio descolorir os fios. O primeiro passo usar uma soluo alcalina, amnia, por exemplo, para abrir as cutculas docabelo.Oprximopassousarumasoluodeperxidodehidrognio,capazde reagir de forma irreversvel com a melanina presente no cabelo. a)Quereaoqumicadeveestarocorrendo?Quemodificaesmolecularespodem ocorrer nesse tipo de reao? Isso ocorreria em qualquer protena? b)Porqueaguaemquelavadoocabeloapsoprocessodedescoloraono apresenta cor? c) De que cor fica o cabelo aps este processo? Por qu? 32 5.Emprocessosdealisamentopermanente,ocabelonoalteraaconformaofinal mesmoapsaslavagens.Noentanto,emalisamentostemporrios,comoescovaou chapinha,semusodeagentesqumicos,ocabelovoltaconformaooriginalaps contato com gua ou mesmo alta umidade. Qual a diferena entre estes dois processos? Descrevatiposdereaoeligaesqumicasrompidaseformadaseostiposde reagentes necessrios. 6.Existemdiversosmitosecrenaspopularessobrequestesqueenvolvemocabelo. Todas elas esto relacionadas, principalmente, ao crescimento/perda, tratamentos, cortes oudoenasdocabelo.Tendoemmenteoavanodapesquisaecosmetologiaatual, discutaaveracidadedascrenasabaixousandopossveisexplicaesbioqumicasou biolgicas. A Cortar o cabelo faz com que o mesmo se torne mais forte ou cresa mais rpido. BAschamadaspontasduplaspodemserreparadasportratamentosqumicosou fsicos. C A ponta dupla pode subir para a raiz do cabelo. D Cada fio branco de cabelo retirado dar lugar a dois em seu lugar. E Cortarocabelodeacordocomafasedaluafazcomqueelecresamaisrpido, mais saudvel, mais volumoso ou mais longo. F Colorir o cabelo durante a gravidez perigoso. G Dormir com o cabelo molhado provoca seu apodrecimento. H O cabelo se acostuma com um mesmo xampu. I A qumica da piscina pode tornar o cabelo verde. J Escovar o cabelo regularmente faz com que ele caia mais rpido. K Unhas e cabelo continuam a crescer mesmo aps a morte do indivduo. L O cabelo no pra de crescer se no for cortado. M Estresse causa o aparecimento de cabelos brancos. N gua quente estraga o cabelo. Evoluo 1.Atualmenteoscabelostmpapelprincipalmenteestticoparaossereshumanos,mas estanosuafunoinicial.Quepapisvocatribuiriaaocabelonaevoluodo homem? 2. Alm do cabelo, sabe-se que existe uma grande concentrao de glndulas sudorparas na regio peri-anal e nas reas dosgenitais. Discuta os possveisaspectos evolutivos e biolgicos deste fato. 3.Porquemotivoelefanteserinocerontesquasenoapresentamplos?Quaisseriamas vantagens evolutivas de animais sem plos? Referncias Purvis IW, Franklin IR. Major genes and QTL influencing wool production and quality: a review. Genet Sel Evol. 2005;37 Suppl 1:S97-107. 33 4. Lavagem de cabelo e condicionadores Xampus Os xampus tm por objetivo a limpeza dos cabelos e do couro cabeludo e, para tal, eles devem ser capazes de: deixar os cabelos soltos, leves, brilhantes e fceis de pentear; lhes conferir ordem, sem eletricidade esttica; no modificar o pH do couro cabeludo. Composio e caractersticas dos constituintes: Agentes de lavagem Oelementoessencialdacomposiodosxampusapresenadeumoumais tensoativos,agentesdelavagemcujaconcentraodevesersuficientementecapazde limparoscabelosemtodasuaextenso(cujasuperfciepodeatingirde4-8m2!).Estes detergentes constituem a base de todos os xampus. Estrutura de um tensoativo Os tensoativos apresentam a propriedade de reduzir a tenso superficial da gua e deoutroslquidos(daaorigemdeseunome,videBox4.1).Apesardepossuremuma composio qumica muito varivel, apresentam uma caracterstica comum: sua molcula apresenta um componente hidrfilo e outro hidrfobo (Figura 4.1). Figura4.1Oesquemarepresentaumamolculaafiptica,isto,umamolculaque possui uma poro apolar que interage com lipdios e uma poro polar que interage com a gua. 34 Box 4.1. Tenso superficial Tensosuperficialdefinidacomoaforanecessriapararomperumasuperfcie.Ela determinadapelograudecoesividadeentreasmolculasqueformamestasuperfcie.A gua lquida forma uma extensa rede de pontes de hidrognio que lhe confere uma grande tensosuperficial.Quandoumtensoativoadicionadogua,asextremidades hidroflicasqueseespalhamnasuperfciecompetempelaspontesdehidrognioque contribuemparaacoesividadedasuperfcie.Comoresultado,atensosuperficial diminuda. Podemos distinguir os tensoativos quanto localizao dos grupos hidrfilos: na posio terminal - apresentam timo poder detergente; na posio central - fraco poder detergente, pouco solvel na gua, porm bom poder dispersante; vrios grupos - fraco poder detergente, boa solubilidade em gua, apresentando bom poder dispersante. Classificao Tensoativos aninicos Os tensoativos aninicos so os normalmente empregados nos xampus. Sua famlia grande, mas os que se acham mais freqentemente na base de lavagem dos xampus so ossulfatosoutersulfatodelcoolgraxo.Solimpadoresexcelenteseensaboambem. Massuaaodeslipidantenodeveserlevadaaoextremoporque,seaqueratinado cabelosuportabemestadeslipidao,omesmonoocorrecomocourocabeludo.Sua ao,portanto,namaioriadasvezesequilibradapelaassociaocomoutrosaninicos mais leves ou com outros tensoativos tais como os anfteros ou os no inicos. Ossabonetesentramnestacategoria,masnorepresentamumbommtodode limpezadoscabelos,danificando-os,poissoextremamentealcalinosemsoluo.Alm disso, eles formam com o calcrio da gua, sais de clcio insolveis que se depositam nos cabelos, tornando-os sem brilho, speros e difceis de desembaraar. Soexemplosdetensoativosaninicos:laurilsulfatodesdio(Figura4.2),lauril ter sulfato de sdio, lauril ter sulfato de trietanolamina (Figura 4.3). Figura 4.2 Exemplo de tensoativo aninico, utilizado em xampus: lauril sulfato de sdio. 35 NOHOHO HS OOOO Figura 4.3 Outro tensoativo aninico: o lauril sulfato de trietanolamina. Tensoativos catinicos Essestensoativostmumagrandeafinidadecomaqueratina,qualconferem maciezebrilho.Elesfacilitamodesembaraardoscabelosediminuemaeletricidade esttica. Mas esta afinidade os torna difceis de separar do cabelo no enxge, deixando-os maispesados.Elesnosomuitoutilizadosesoincompatveiscomosaninicos.Na prtica, os tensoativos catinicos so formulados com no-inicos. Podemoscitarcomoexemplosdetensoativoscatinicosasseguintesmolculas: cloretodeolealcnio,cloretodedistearildimnio(Figura4.4),etersulfatodeisostearil etildimnio. Figura 4.4 Estrutura esquemtica da molcula de cloreto de distearildimnio. Tensoativos anfteros Estestensoativosapresentamumpoderdetergenteeespumantemenorqueos aninicos,masemgeral,somuitobemtolerados.Devemserassociadosaoutros tensoativosparamodularaspropriedadesdelavagemeespuma.Elesentramde preferncia na composio dos xampus para uso freqente e xampus para bebs. Abetana(cidosgraxoscloradosetrimetilamina),acocoamidopropilbetana (Figura 4.5) e a cocoamidopropil hidroxisultana so exemplos de tensoativos anfteros. N+ OONHO Figura 4.5 Estrutura esquemtica da cocoamidopropil betana, um tensoativo anftero. 36 Tensoativos no-inicos Soconsideradosbonsemulsionantes,umectantesousolubilizantes.Muitasvezes esto associados aos tensoativos anfteros ou aninicos pouco agressivos, para fazer deles xampus leves. Eles so considerados como os mais leves dos tensoativos tendo, no entanto, umbompoderdetergente,masumfracopoderdeespuma.Defato,opoderdeespuma, quenocorrelatoaopoderdetergente,onoespritodopblico:umxampuqueno espume muito tem poucas chances de sucesso. Por outro lado, preciso reconhecer que a quantidade de espuma gerada por um xampu permite dosar a quantidade necessria. Tensoativos no-inicos utilizados na indstria cosmtica: alcanolamidas de cidos graxos (MEA, DEA Figura 4.6, TEA), polietilenoglicol e derivados. NOHOHO Figura4.6Estruturaesquemticadotensoativono-inicococoamidaDEA (dietanolamida de cido graxo de coco). Como funcionam Lavar o cabelo ou o prato consiste em remover a sujeira com gua. Como a sujeira do cabelo, ou em um prato de comida, tipicamente formada por substncias hidrofbicas como gorduras, a interao gua/sujeira no muito grande. A propriedade tensoativa dos detergentes possibilita um aumento de contato da gua com a sujeira a ser removida. Alm disso, para minimizar o contato das caudas hidrofbicas com a gua, o detergente orienta-se as inserindo na sujeira, que hidrofbica, deixando sua cabea polar em contato com a gua.Aguaentopodeinteragirmelhorcomasujeira,carregando-adasuperfcieem que est adsorvida (Figura 4.7). Figura4.7Esquemarepresentandoainteraodagordura(gotadeleo)comas molculas de detergente, possibilitando sua remoo pela gua. 37 Espuma Quando um tensoativo dissolvido em gua, as suas molculas orientam-se de tal maneiraqueasextremidadeshidroflicassedirigemparaguaeashidrofbicasparaas interfacesgua/recipienteougua/ar(Figura4.8-A).Havendooutrocorpopresente,por exemplo,sujeira,estetambmserenvoltoporumapelculadetensoativo,orientadada mesma forma. Em funo deste fenmeno de orientao dos produtos tensoativos quando em soluo, temos a formao de espuma e o poder detergente (Figura 4.8-B). Figura4.8 (A) A figura mostra a disperso de um tensoativo (detergente) em gua. As molculasdodetergentetendemprimeiramentesuperfciedasoluo,tornandoas interaesporohidrofbica/areporohidroflica/guapossveis.Comoaumentoda concentraododetergenteemgua,suasmolculasiroparaointeriordasoluo, formandomicelas,numatentativadeaumentarainteraoentresuasprpriascaudas hidrofbicasparaexcluirasmolculasdeguadestaporo.(B)Afiguramostraa formao de uma bolha, que ocorre quando a quantidade de detergente em soluo ainda maior e ele passa a interagir com o ar. Quando em soluo est presente a gordura (sujeira), com ela que sua poro hidrofbica ir interagir, permitindo sua solubilizao e remoo pela gua. Quandoumabolhadearpenetranasoluo,forma-senainterfacear/guaou impureza/guaumfilmedetensoativo,quepodenoprimeirocaso,sairdomeio, envolvendo uma fina pelcula de gua, e no segundo caso, a partcula de impureza tende a manter-se suspensa no meio. Assim, no caso especfico da limpeza dos cabelos contaminados por impurezas de caractersticagraxa,ocorreomesmofenmenodeorientao,havendocomistoa formao de uma micela, a qual se solta do fio de cabelo. Estabilizadores de espuma Popularmenteaceitoumxampuqueapresentebompoderespumante,poisse acredita que o efeito de limpeza encontra-se ligado ao poder espumante, o que na realidade noocorre.Porexemplo,osnoinicoscomaltograudeetoxilaoapresentambom poderdelimpeza,pormfracopoderespumante.AformaodeespumadependedopH dasoluo,docontedoemeletrlitosedadurezadagua.Pode-semelhorarou estabilizar o poder espumante de um xampu pela adio de vrios componentes, tais como carboximetilcelulose (CMC) (Figura 4.9), fosfatos, alcanolamidas etc. Normalmente estas ltimasfavorecemaformaodeumaespumadepequenasbolhasasquaisapresentam melhor estabilidade. AB 38 Figura 4.9 Estrutura esquemtica do espessante carboximetilcelulose (CMC). Espessantes Osespessantessosubstnciasquepermitemaumentaraviscosidade,dandoao usurio a impresso de ter um produto mais concentrado. Uma srie de produtos pode ser utilizada como espessantes. Entre estes podemos citar sais, alginatos, carboximetilcelulose (CMC)(Figura4.9),metilcelulose(MC).Asprincipaissoasalcanolamidasdecidos graxos,poisapresentamumasriedevantagenssobreosanteriores,taiscomopoder engorduranteeestabilizadordeespuma.Osprimeirosapresentaminconvenientescomo turvao, influenciam na transparncia e na estabilidade do produto. As alcanolamidas que apresentamtimopoderespessanteso:dietanolamidadocidograxodecoco,docido mirstico, lurico e olico. Agentes engordurantes Paraevitararetiradaexcessivadegordurapelotensoativo,utiliza-seagentes engordurantes.Osmaisusadossoalcanolamidas,lanolinaederivadoshidrossolveis, derivados de lecitina etc. Agentes perolantes Emcasosespeciais,pode-sedesejarqueoxampuapresenteaspectosedosoou perolado e para tanto se utilizam certos aditivos que sob certas condies apresentam esta caracterstica.Taisaditivossosteresdecidosgraxos,sabesmetlicosecertas alcanolamidas de cidos graxos. Conservantes Devidopresenadeguaediversoscomponentesorgnicos,osxampus apresentamsusceptibilidadecontaminaomicrobiana,tornando-osinadequadosao consumo.Porisso,faz-senecessrioousodealgunsconservantestaiscomo metilparabeno e propilparabenos (Nipagin e Nipazol). Essncias e Corantes Sodestinadosadaraoxampusuacaractersticaolfativaevisual.Estas caractersticas devem satisfazer as expectativas do consumidor. 39 Diluente O diluente mais utilizado a gua. Utiliza-se gua tratada, destilada ou ionizada. Como formular um xampu Frmula geral de um xampu lquido: Tensoativos (agentes de lavagem): 15-25% Estabilizador de espuma: 1-4% Espessante: 0-5% Aditivos cosmticos ou de tratamentos: q.s. Agente quelante (EDTA Na): 0-0,2% Conservante: 0,1-0,3% gua purificada: q.s. 40 Condicionadores O condicionador de cabelo uma associao de diversos produtos que apresentam caractersticas que complementam o tratamento do cabelo. O condicionador dever possuir carter catinico, pois isto permite a sua fixao com a queratina. Dependendo do tipo de cabelo e do tipo de xampu utilizado previamente, a composio de um condicionador pode variar, mas, em linhas gerais, ele deve apresentar as seguintes caractersticas: poderanti-esttico-nareduodaeletricidadeesttica,facilita-seopentear, ficando o cabelo solto e relativamente macio; poderengordurante,poisemalgunscasosoxampudesengorduraemexcessoe necessria a reposio desta gordura sobre o cabelo e couro cabeludo; pHcido,poisnormalmenteodetergenteaninicoaumentaopHdocouro cabeludoe,comautilizaodeumprodutocido,opHdaepidermevoltaao normal (ideal entre 4 e 5). Como formular um condicionador Frmula geral de um condicionador: lcool ceto estearlico: 4% Amnio quaternrio: 2,5-3,5% cido ctrico: 0,5% Essncia: 0,4-0,6% gua: q.s.100ml Aditivos: 2-6% Conservantes: q.s. 41 Estudo dirigido 4.1 Detergentes e condicionadores 1. Indique quais composies (A, B ou C) so as mais adequadas para os cabelos oleosos, normais e secos. Composio ABC Lauril ter sulfato de sdio 25-30% 25% 30-40%Lauril sulfato trietanolamina 5-8% 8-10% -Dietanolamina de cidos graxos 2-3% 3-3,5% 1,5-2,5%Anftero betanico 3-4% 4-4,5% 2-3%Conservantes q.s. q.s. q.s.Agente perolante 1,5-3% 2,5-3% 1-1,5%Essncia 0,3-0,6% 0,3-0,6% 0,3-0,6%Aditivos 1-6% 1-6% 1-6%guaq.s.p. 100%q.s.p. 100%q.s.p. 100% cido ctrico 0,05-0,5% 0,05-0,5% 0,05-0,5%NaCl 0,5-2% 0,5-2% 0,5-2%Corante q.sq.s. q.s.q.s.: quantidade suficiente. 2.Classifiqueosseguintestensoativoscomoaninicos,catinicos,noinicose anfteros. Estrutura do tensoativoClassificao N+S OOOOH cocoamidopropil hidroxisultana Triton X45 polietilenoglicol 4-terc-octilfenil ter monoetanolamida de cido graxo de coco 42 Tween 20 polioxietilenosorbitan monolaurato N+NHS OOOOHO N-(3-laurilamidopropil)N-N-dimetil-N-(2-hidroxi-3-sulfopropil) amnio cloreto de olealcnio lauril ter sulfato de sdio 3. Um xampu que faz muita espuma limpa melhor? Explique. 4. O que voc acha dos xampus 2 em 1? 5. Se leos so compostos de molculas com uma cabea polar e uma cauda hidrofbica, por que no lavamos o cabelo, as mos e os pratos com leo de soja? 6. a) Qual sua opinio a respeito de xampus contendo DNA vegetal em sua formulao? b) Como o DNA poderia agir? 43 c) Qual a vantagem/desvantagem da origem vegetal deste cido nucleico? 7.Condicionadoresdeprotenastmsetornadobastantepopulares,poisdovolume, brilho e tornam o cabelo mais fcil de ser penteado. O xampu mais caro que existe feito a partir de caviar, mas o mesmo resultado pode ser obtido usando ovos comuns ou cerveja (escura)nocabelo.Propagandasdestetipodecondicionadorprometemrepararocabelo, principalmenteoscondicionadoresqueusamsoluesdequeratina,alegandoquea queratinaemsoluoirligar-sequeratinadocabelo,reparandoocabelodanificado. Quais so os erros destas propagandas? 8. Relacione o poder detergente com a posio do grupo hidrfilo. Referncias Peyrefitte G, Martini MC, Chivot M. Cosmetologia, biologia geral, biologia da pele. 1a ed. Paris: Simep/Masson; 1998. Tele Curso 2000. Aula 43 Como detergente tira gordura? http://www.farmaciamagistral.com.br/formcabelo.html http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ http://sis.nlm.nih.gov/Chem/ChemMain.html http://hpd.nlm.nih.gov/products.htm 44 5. Estrutura da pele II - histologia Epiderme A epiderme a camada mais externa do corpo e est em contato direto com o meio externo.umepitlioqueratinizadoestratificadocompostoprincipalmentede queratincitos,asclulasepiteliaisespecializadasresponsveispelarenovao,coesoe barreira da epiderme. A Figura 5.1 mostra que esta camada externa da pele subdividida emcincocamadas(dedentroparafora):stratumbasale,stratumspinosum,stratum granulosum,stratumlucidumestratumcorneum.Estascamadassoformadaspela diferenciaoseqencialdeclulasmigrandodacamadabasalparaasuperfcie.A epiderme se renova a cada 14-30 dias dependendo da regio da pele. Acamadabasal(stratumbasale)acamadamaisprofundaeficalogoacimada derme. a camada coma maior atividade mittica. As camadas de clulas basais se ligam lmina basal (basement membrane). Acamadaespinosa(stratumspinosum)acamadamaisgrossadaepiderme.As clulas nesta camada chegam por migrao da camada basal, perdendo sua adeso lmina basal e se aderindo a outros querancitos. A camada granular (stratum granulosum) caracterizada pela presena de grnulos dequeratohialinaentreosfilamentosdequeratina;consisteem3-5camadasde queratincitos achatados. Esta a camada mais superficial em que as clulas ainda possuem ncleo. A camada crnea (stratum corneum) a camada mais superficial e composta de clulas mortas. O alto contedo lipdico forma uma barreira para reteno de gua eresistncia.Estacamadafornece98%dehabilidadederetenodeguada epiderme.Amembranaplasmticasetornagrossadevidodeposioeligao cruzadadeprotenas,comoainvolucrina,aolongodasuperfcieinternapara formaroenvelopecrneo.Estasclulasnopossuemncleoeoutrasorganelas maspossueminmerosfilamentosdequeratina.Ostratumlucidumpartedesta camada. Figura 5.1 - Ver na Seo 13 "Figuras coloridas" OutrosintegrantesdaepidermesoasclulasdeLangerhansapresentadorasde antgeno,oslinfcitosTepidrmicos,ambosderivadosdamedulassea,osmelancitos formadoresdepigmentoseasclulasdeMerkelneuroepiteliais,queratincitos modificados que possuem queratinas e formam ligaes desmossomais de queratincitos. Osmelancitospossuemmelanina,umpigmentoqueconferecorpele.Eles residemnacamadabasaldaepidermeeentramemcontatocommuitosqueratincitos 45 (normalmente~30)dacamadabasaleimediatamenteacimadela.Noformamconexes desmossomais. Derme A derme um tecido conectivo, irregular e denso, composto de colgeno, elastina e glicosaminoglicanos.maisgrossaqueaepiderme,contmextensivavascularizao, neurnios, msculo liso e fibroblastos (Figura 5.2). a principal barreira mecnica da pele. Suarededefibraselsticasfuncionaparasuportaraepidermeeligarhipoderme.A derme contm duas camadas, a camada papilar e a camada reticular. Adermepossuielementosneuronaisparapercepodetoque,dor,coceirae temperatura.OscorpsculosdeMeisserresidemnacamadapapilarefuncionamcomo mecanorreceptoresnapercepodotoque.OscorpsculosdePacinisoencontradosna poro profunda da derme (e na hipoderme) e so responsveis pela sensao de presso. Hipoderme Ahipodermecompostadetecidoconectivofrouxocomumgrandenmerode clulasadiposas(Figura5.2).Ahipodermeconfereinsulao,absorodeimpacto, estoque de energia e flexibilidade. Tambm contm o maior nmero de vasos sanguneos da pele. Muitos dos anexos epidrmicos se estendem at a hipoderme. Eles so uma fonte de queratincitos quando a epiderme destruda por abraso ou queimadura. Figura 5.2 Ver na Seo 13 Figuras coloridas. Renovao da pele Aepidermeumtecidoauto-renovador:umanicaclula-troncoadultatem capacidadeproliferativaparaproduzirepidermenovasuficienteparacobrirasuperfcie corprea.Napeledemamferos,clulas-troncoepiteliaisdeciclolentoresidememuma poro saliente do folculo piloso (bulge) (Figura 5.3). Estasclulas-troncosomultipotentes(clulas-troncoquetmopotencialdedar origemamltiplaslinhagens)epodemdarorigemnosaclulasdaepidermecomo tambmafolculospilososeglndulassebceas.Estasclulas-troncopresentesna salincia do folculo piloso e que migram para a epiderme vivem na camada (basal) mais interna. A taxa de proliferao e migrao muito acelerada quando a pele foi danificada e a ferida est sendo cicatrizada. 46 Figura 5.3 - Folculo piloso de mamferos. Observe a posio da salincia (bulge), onde as clulas tronco esto localizadas. Estudo dirigido 5.1 Estrutura da pele II 1. Quais as camadas da pele? epidermedermehipoderme Localizao Tipo de tecido Clulas presentes Vascularizao 2. Onde residem os melancitos? Qual o papel destas clulas? 3. Em qual poro da pele se encontra a maior parte do colgeno? 4. Qual o segredo da alta taxa de renovao da pele? 5. Suponha como age um creme hidratante para a pele. 47 Referncias AlbertsB,JohnsonA,LewisJ,RaffM,RobertsK,WalterP.MolecularBiologyofthe Cell. 4th ed. New York: Garland Publishing; 2002. BurkittHG,YoungB,HeathJW.WheatersFunctionalHistology.3rded.London: Longman Group UK Limited, 1994. FuchsE,RaghavanS.Gettingundertheskinoftheepidermalmorphogenesis.Nature Reviews Genetics 2002, Mar (3):199-209. GambardellaL,BarrandonY.Themultifacetedadultepidermalstemcell.Current Opinion in Cell Biology 2003, 15:771-7. LodishH,BerkA,ZipurskySL,MatsudairaPB,DavidD,JamesE.MolecularCell Biology. 4th ed. New York: W. H. Freeman & Co.; 2000. SlominskiA,TobinDJ,ShibaharaS,WortsmanJ.Melaninpigmentationinmammalian skin and its hormonal regulation. Physiol Rev. 2004 Oct; 84(4):1155-228. http://sprojects.mmi.mcgill.ca/dermatology/basics.htm http://www.med-ed.virginia.edu/public/CourseSitesDocs/CellandTissueStructure/ handouts/unrestricted/original/MMHndt_skin.html http://www.tarleton.edu/~anatomy/integpix1.html 48 6. Radiao solar - ultravioleta Aluzsolarconsistederadiaesdediferentescomprimentosdeonda compreendendoosraiosgama,osraiosX,oultravioleta(UV),oinfra-vermelho(IV),as microondaseasondasderdio(Figura6.1),sendoquealuzvisvelcorrespondeauma nfima parte deste espectro. Figura 6.1 - Ver na Seo 13 "Figuras coloridas". Infra-vermelho(IV,700-2000nm):Tempoucopoderdeprovocarreaesqumicas, sendoessencialmentetrmica(formadeperdadeenergiadecertosativosdeprotetores solares de ao qumica). Os comprimentos de onda de 700 a 1500 nm podem atravessar completamente a pele, dependendo da espessura e cor. Visvel(VIS,400-700nm):Apresentadiferentesgrausdeenergiatrmicaeluminosae capacidade de provocar reaes qumicas. Ultravioleta(UV,100-400nm,Figura6.2):aradiaomaisenergticaemitidapelo solcapazdeatingirasuperfcieterrestre.AradiaoUVdivididaemUVA(320-400 nm);UVB(280-320nm)eUVC(100-280nm).AradiaoUVC,amaisenergticadas trs,bloqueadaeficientementenaestratosferapelacamadadeoznio.UVAo componenteprincipaldaradiaosolaraoqualestamosexpostoseresponsvelpor danos mais leves e crnicos. Embora seja fracamente carcinognico, capaz de induzir o envelhecimento precoce da pele. UVB responsvel por danos agudos como queimaduras e por ser mais energtico mais ativo na formao de tumores de pele. Radiao ultravioletaRaios XUVC UVB UVA100 150 200 250 300 350 400Comprimentodeonda(nm)LuzvisvelAbsorode oznioProduzoznioGermicida EritemaTransmitidapelovidro comum Figura 6.2- Espectro de radiao UV. 49 Apenas 7% da totalidade da energia emitida pelo sol atingem a superfcie da Terra (oquechamamosdeespectrosolarterrestre)umavezque93%aproximadamenteso retidospelaatmosfera(Figura6.3).Apesardadisparidadenaliteratura,oespectrosolar terrestre em um dia de vero, sem nuvens s 12hs composto por aproximadamente 50% de IV, 5% de UV e cerca de 45% de VIS. Figura 6.3- Radiao solar na superfcie da terra versus na atmosfera. AintensidadedaradiaoUVdependedefatorescomoestaodoano,latitude, altitude, poluio, condies atmosfricas e o horrio do dia. UVA (3,9%): Ocorre o dia todo e caracteriza-se por ser um fraco indutor de eritema*, por apresentarfracaaobactericida,serpigmentgenaeporserresponsveltantopelo bronzeado imediato quanto pelo tardio. Embora seja menos perigoso se comparado a UVB eUVC,afaixapredominanteaatingiraTerra.Devidoaocomprimentodeonda,a faixa de UV capaz de penetrar at camadas mais profundas da pele. *Eritema:Aexposioaosolcausavaso-dilatao,eesteaumentodovolumesanguneonaderme percebidocomoumavermelhamentodapele.Estaalteraofisiolgicaconhecidaporeritemaeo resultado de uma inflamao da pele que pode ser facilmente induzida por radiao UVB. UVB(0,4%):predominanteentre10e14horasecaracteriza-seporprovocareritema (cercade800-1000vezesmaisqueUVA),almdeserumdosresponsveispelo bronzeamento tardio e de longa durao. Seu poder bactericida aumenta com a diminuio docomprimentodeonda.Almdisso,suspeita-sequearadiaoUVBatue sinergisticamentecomaUVA,naformaodocncerdepele.Oespectrodeabsoro para a carcinognese parece coincidir com o do eritema (290-320 nm), salientando-se que a carcinognese induzida pela radiao solar resultado de fenmeno cumulativo, ou seja, a pele armazena os eventos bioqumicos ativados pela radiao. O UVB responsvel pela 50 transformaodoergosterolemvitaminaD.Tambmestrelacionadosupressodo sistema imune e a induzir tolerncia a antgenos. UVC(barradopelacamadadeoznioestratosfrica):Aobactericida,pouco eritematgena,poucopigmentgena.Emcontatocomapeleproduztelangectasias (vasinhos), ressecamento e epitelioma. A penetrao da radiao depende do tipo de interao que ocorre do meio com o ftondeluz.Nocasodapele,quantomaiorocomprimentodeonda,maiorograude penetrao(Figura6.4).Portanto,mesmosendo menosenergticoqueoUVB,oUVA capazdepenetraratadermeenquantoqueoUVBafetaapenasaepiderme.bom lembrar que por mais que o UVB no penetre na pele tanto quanto o UVA os seus efeitos deletrios so mais prejudiciais que o UVA. Figura 6.4 - Penetrao da radiao UV e visvel na pele. Estudo dirigido 6.1 Radiao UV 1.a)SabendoquearadiaoUVvariaemrelaoadiversosfatorestaiscomoaltitude, latitude,estaodoano,porcentagemdenuvens,horaetc,esboceumgrficode como a radiao deve variar de acordo com: i- hora do dia; ii- estao do ano. b)Combasenarespostadoitemaanteriorexpliqueporquerecomendadoqueseja evitado o sol prximo ao meio-dia? 2. Qual seria uma conseqncia imediata da destruio da camada de oznio? 3. Por que a radiao UVB, mesmo sendo mais energtica que a UVA, penetra menos na pele? 51 Efeitos benficos da radiao solar Vitamina D AexposioradiaoUVBessencialparaatransformaodoergosterolem vitamina D3 em nosso organismo (Figura 6.5). AdeficinciadevitaminaDaumentaoriscodedoenasnosossos,fraqueza muscularedecertostiposdecncer.Hcasosnaliteraturaquerelacionamadeficincia desta vitamina diabete mellitus e hipertenso. AsuplementaocomvitaminaDnoapenassegura,masemmuitoscasos recomendadapormdicos,havendodiferentesdosagensrecomendadasdeacordocoma idade sendo que para idosos esta dosagem deve ser maior. Importante ressaltar que o uso de filtro solar no causa deficincia de vitamina D, pois a quantidade de sol que tomamos diariamente j suficiente para esta transformao. 7-DeidrocolesterolPrevitamina D3Calcitriol(1,25- Diidroxicolecalciferol)UVVitaminaD3(Colecalciferol) Figura 6.5- Via de converso de 7-deidrocolesterol em vitamina D3 e ento em calcitriol, o hormnio ativo. Efeitos nocivos da radiao solar OsdanoscausadospelaradiaoUVpodemserdivididosemagudosecrnicos (Figura6.6).Osagudosincluemoeritemacalrico,aqueimadurasolar,a fotossensibilidadeinduzidapordrogaseoagravamentodedoenas,enquantoqueos crnicos so o envelhecimento precoce e o cncer de pele (Box 6.1). 52 Figura 6.6 - Danos agudos e crnicos causados por radiao UV na pele. 53 Box 6.1- Cncer de pele. Emboraocncerdepelesejaotipodecncermaisfreqente,correspondendoa cercade25%detodosostumoresmalignosregistradosnoBrasil,estetipodecncer apresenta alto percentual de cura quando detectado precocemente. Asneoplasiascutneasestorelacionadasaalgunsfatoresderisco,comoo qumico,aradiaoionizante,genodermatoses(xerodermapigmentosumetc),e principalmenteaexposioaosraiosUVdosol.Pessoasquevivemempasestropicais como o Brasil e a Austrlia, ou seja, que esto mais suscetveis exposio solar, possuem o maior registro de cncer de pele no mundo. Cncerdepelemaiscomumemindivduoscommaisde40anossendo relativamenteraroemcrianasenegros,comexceodaquelesqueapresentamdoenas cutneasprvias.Indivduosdepeleclara,sensvelaodosraiossolares,oucom doenascutneasprviassoasprincipaisvitimasdocncerdepele.Osnegros normalmente tm cncer de pele nas regies palmares e plantares. Comoapeleumrgoheterogneo,essetipodecncerpodeapresentar neoplasiasdediferenteslinhagens.Osmaisfreqentesso:carcinomabasocelular, responsvelpor70%dosdiagnsticosdecncerdepele,ocarcinomaepidermidecom 25%doscasoseomelanoma,detectadoem4%dospacientes.Felizmenteocarcinoma basocelular,maisfreqente,tambmomenosagressivo.Estetipoeocarcinoma epidermidesotambmchamadosdecncerdepelenomelanoma,enquantoo melanomaeoutrostipos,comorigemnosmelancitos,sodenominadosdecncerde pele melanoma. Oscarcinomasbasocelularsooriginriosdaepidermeedosapndicescutneos acima da camada basal, como os plos, por exemplo. J os carcinomas epidermides tm origemnoqueratincitodaepiderme,podendotambmsurgirnoepitlioescamosodas mucosas. Omelanomacutneoumtipodecncerquetemorigemnosmelancitosetem predominncia em adultos brancos. Embora s represente 4% dos tipos de cncer de pele, omelanomaomaisgravedevidosuaaltapossibilidadedemetstase(capacidadede espalhar para outras regies do corpo). Quando os melanomas so detectados em estgios iniciaisosmesmossocurveis,sendoquenosltimosanoshouveuma grandemelhora na sobrevida dos pacientes com este tipo de cncer. Nos pases desenvolvidos a sobrevida mdiaestimadaemcincoanosde73%,enquantoque,paraospasesem desenvolvimento a sobrevida mdia de 56%. O nmero de casos novos de cncer de pele no melanoma estimados para o Brasil em2005de56.420casosemhomensede56.600emmulheres.Estesvalores correspondemaumriscoestimadode62casosnovosacada100milhomense60para cada 100 mil mulheres.Quanto ao cncer de pele melanoma, esto previstos 2.755 casos novos em homens e 3.065 casos novos em mulheres.Fonte: INCA (Instituto Nacional do Cncer) 54 Efeitos da radiao UV no DNA TantoaradiaoUVAquantoUVBsocapazesdeproduzirdanosaoDNA,seja deformadireta(atravsdaabsorodiretadaradiaonestaregiodoespectropelo DNA) ou indireta (atravs da formao das espcies reativas de oxignio, ERO). As ERO socapazesdeinfluenciaradivisocelularouapoptose.Afaixamaiscitotxica corresponde radiao UVB, que induz a formao de dmeros entre bases de pirimidinas adjacentes na mesma fita (Figura 6.7). Os dmeros causam alteraes na estrutura da dupla hlice, prejudicando a replicao e expresso gnica. Figura6.7-Dmerosdetimina:estetipodedanoocorrenoDNAdeclulasexpostasa radiao UV. Dmeros similares podem ser formados entre quaisquer bases de pirimidina (C e T) vizinhas. Estudo dirigido 6.2 - Efeitos biolgicos do UV 1. Cite alguns efeitos benficos da radiao UV. 2. Cite alguns dos efeitos agudos e crnicos induzidos por radiao UV. Tente relacionar efeitos agudos e crnicos. Radiao solar e pele Quandoaradiaosolaratingeapele,provocaalteraesperceptveiscomo espessamentodacamadacrnea,induodesudoreseeproduodemelanina.Esta resposta parte do sistema de proteo natural do nosso organismo contra a radiao solar. Cercade24-36horasapsairradiaoumahiperpigmentaocomconseqente espessamentodaepidermeobservada,quetemcomofunoaabsorodaradiao incidente.Ainduodesudoresepromoveadistribuiodocidourocnico,cuja 55 produoestimuladaporUVBepossuialtacapacidadedeabsorodeenergianesta mesma faixa de UV. Porm esta produo no duradoura uma vez que h evaporao do suor e perda do cido urocnico devido a sua solubilizao na gua. Amelaninaconstituioprincipalmecanismodedefesacontraradiaosolar.As melaninas(eumelanina,pigmentoescuro;feomelanina,pigmentovermelho;Figura6.8) so polmeros orgnicos que por possurem vrias duplas conjugadas absorvem nas faixas do UV, visvel e infravermelho.O esquema da biossntese da melanina mostrado na Figura 6.8. A primeira etapa dabiossntesecatalisadapelaenzimatirosinase.Apsaformaodedopaquinona,a biossntese pode seguir por dois caminhos: na formao do pigmento escuro (eumelanina) atravs da combinao com o oxignio e na formao do pigmento vermelho (feomelanina) nareaocomoenxofre.Ocompostocomenxofredemaiorinteresseoaminocido cistinaeotripeptdeoglutationa(GSH).AradiaoUVtemcapacidadedeinibira enzimaglutationaredutase,diminuindoasntesedefeomelaninaeaumentandoade eumelanina. Figura 6.8 - Sntese de melaninas a partir de tirosina. Asmelaninas(Figura6.8)soproduzidasapartirdatirosinanosmelancitos, clulas encontradas junto aos queratincitos na camada basal da epiderme. A transferncia do melanossoma (organela responsvel pela produo de melanina) dosmelancitos para osqueratincitosaindanoumprocessototalmenteesclarecido:omelanossoma 56 injetadodiretamentenoqueratincitoouocorrefagocitosepeloqueratincitoda extremidadedendrticadomelancito.Emseguida,nosqueratincitos,hdegradao progressiva dos melanossomas por ao de enzimas lisossomais (fosfatases cidas). Desta formaamelaninaeliminadanasuperfciecutneaatravsdosqueratincitos descamantes, e tambm pela excreo na derme pela via linftica. Onmerodemelancitosvariaaolongodocorporesultandonumapigmentao maisclaraoumaisescura.Todososhumanospossuemaproximadamenteomesmo nmero de melancitos. As diferenas de colorao so devidas s diferenas no nmero, tamanho e arranjo dos melanossomos. Importanteressaltarqueestesmecanismosdeproteonaturaldapelenoso totalmente efetivos e, portanto, algumas manifestaes, tais como rubor, edema, formao de bolhas e desprendimento da pele podem ocorrer em funo do perodo do dia em que o indivduoseexpeaosolsemousodeprotetores.Aagressodosolcumulativae irreversvel,capazdeproduziralteraesnormalmenteimperceptveisaosnossosolhos, pormmuitograves,comoalteraesbioqumicasinclusivenasfibrascolgenase elsticas, perda de tecido adiposo subcutneo e fotocarcinognese. Estudo dirigido 6.3 - UV e pele 1. Analisando o espectro abaixo responda: a)QualseriaavantagemdaradiaoUVBestimularaproduodecidourocnicona pele? b) Qual a similaridade quanto funo entre a melanina e o cido urocnico? c)Oquepodeacontecercomaestruturadeprotenasquepossuamgrandesquantidades dos aminocidos triptofano e tirosina? Por qu? 2.Qualavantagem(seexistir)paraapeledaradiaoUVinibirasntesedeglutationa redutase? Veja a funo desta enzima na Seo 7(Espcies reativas de oxignio). 3. Quais so os 3 componentes principais de proteo da pele contra UV? 57 Bronzeamento, filtros solares e fator de proteo solar Bronzeamento BronzeamentoumarespostaexposioluzUV,espalhandogrnulosde melanina pela derme. Atividade em software 4- Bronzeamento Veja animaes http://www.bbc.co.uk/science/hottopics/sunshine/suntans.shtml#anim http://coolshade.tamu.edu/tan_1.html Queimaduraoresultadodeumareaoinflamatriaenvolvendomuitos mediadores,incluindohistamina,enzimaslisossomaisepelomenosumtipode prostaglandina.Estesmediadoresproduzemvasodilataoperifricaquandoaradiao UVpenetranaepiderme;areaoinflamatriaenvolvendosistemalinftico desenvolvida.AintensidadedoeritemainduzidoporUVBmximaaps12-24horas aps exposio. A queimadura por sol mesmo uma queimadura, geralmente de primeiro grau(superficial).ReaesseverasaoexcessodeexposioUVpodemproduzir queimadurasdesegundograu,comoaparecimentodebolhas,bemcomosintomasde febre, fraqueza ou prostrao. Ograudequeimaduraoubronzeamentodependedevriosfatorestaiscomo(1) tipo e quantidade de radiao recebida; (2) espessura da epiderme e do estrato crneo; (3) pigmentaodapele;(4)hidrataodapele;(5)distribuioeconcentraodasveias sanguneas perifricas. Obronzeamentoocorreemduasfases.Aprimeirafase,pigmentaoimediata (immediate pigment darkening, IPD) mxima aps apenas alguns segundos de exposio radiao, principamente UVA, sendo resultante da redistribuio da melanina j presente napele.Estaumaformadeprotegeroncleodasclulasbasaisdaepiderme.O bronzeamento tardio (delayed tanning, DT) deve-se tanto radiao UVA quanto UVB. A radiaoUVBestrelacionadaaoaumentoemnmeroeematividadedosmelancitos, sendonecessriasvriasexposiesparaqueocorradivisodestetipocelular.O bronzeamentoUVA,dependendodocomprimentodeonda,apresentaefeitosdistintos: Irradiaoentre340e400nmaumentaadensidadedemelaninalocalizadanacamada celularbasal;irradiaonafaixade320a340nmelevaasnteseetransfernciade melanossomos carregados para a epiderme. 58 Estudo dirigido 6.4 1.a) Por que as pessoas claras so mais susceptveis aos danos causados pelo sol? b) Por que ao tomar sol com a camiseta, a rea coberta se bronzeia menos? 2.a) Qual a diferena entre bronzear-se e queimar-se? b) Bronzeado sinnimo de sade? 3.Porqueaspessoascompelemaisescurabronzeiam-serapidamenteapsalguns minutos de exposio ao sol enquanto as pessoas mais claras, no? Filtros solares Para um composto ser um eficiente filtro solar so necessrias duas caractersticas principais alm de absorver na regio do UV: (I) ter um alto coeficiente molar () na faixa deabsorodoUVe(II)dissiparaenergiaabsorvidacomomnimoimpactoparaos tecidos da epiderme e derme, impedindo, portanto, a formao de espcies reativas. Alm disso,fatoreseconmicos(baixocusto),estticos(inodoro,incolor)eantialergnicoso levados em conta para aaceitao pelo consumidor. Os filtros solares exercem efeitos de proteo sobre a pele atravs de ao fsica ou qumica. 59 Box 6.2- Por que uma molcula absorve UV? A absoro de luz por uma molcula depende da capacidade da molcula dos seus eltronsabsorveremaenergiasemromperasligaescovalentes(saindodoestado fundamental S0) e se excitarem, mudando de orbital (Sn, n1, veja figura abaixo). Assim, a absoro de luz UV ou visvel dependem da estrutura eletrnica da molcula. FiguraBox6.2-DiagramadeJablonskimostrandoaspossveistransiesdeestadosde energia que um eltron pode realizar quando excitado. A absoro por uma ligao C=C excita o eltron de um orbital molecular ocupado liganteaumorbitalantiligante*(umestadodemaiorenergia),sendoqueesta transio * requer aproximadamente 7 eV, que justamente a energia correspondente a 180 nm (UV distante). Molculasquepossuemumsistemadeduplasligaesalternadascomligaes simples(C=C-C=C)sochamadasconjugadas.Essadisposioeletrnicapermiteque energiasmenoresexcitemoseltrons,deformaqueatransio*mova-separa comprimentos de onda maiores (UV prximo), podendo chegar luz visvel (quanto maior a conjugao). Filtros de efeito fsico Protegemdevidodeposiosobreapele,refletindoe/oudispersandoaradiao incidente.Oproblemadestesfiltrosoinconvenienteantiesttico,poiscomodepositam sobreapeleerefletemtodaluzvisvel,oefeitofinalumvisualbrancodifcilde mascarar.Comareduodotamanhodaspartculasdestescompostos,estesprodutos passaram a ter uma maior aceitao. Principais filtros fsicos: dixido de titnio e xido de zincomicroparticulados(materiaissegurosquantoaaspectostoxicolgicosecom reduzido efeito visual). Filtros de efeito qumico Osfiltrosqumicossocompostosaromticosconjugadoscomumgrupo carboxlico (Figura 6.9). Em muitos casos, um grupo doador de eltrons (amina ou metoxil) substitudo na posio orto ou para do anel aromtico. 60 ROYYY=OH,NH2,OCH3, N(CH3)2,R= C6H4, OH, OR' (R'=octila, metila, etc) Figura 6.9- Estrutura geral dos filtros solares. Mecanismo de ao dos filtros qumicos Estaconfiguraoqumicapermitemolculaabsorvercomprimentosdeondas curtos(maisenergticos)correspondentesaoUV(250-340nm),convertendoaenergia resultanteemradiaesdebaixaenergia(geralmentesuperioresa380nm).Portanto, quandoamolculadofiltroatingidaporumftondeluzcomdeterminadonvelde energiaelavaiparaumestadoeletrnicoexcitadoecomoamolculaentraem ressonncia ela dissipa esta energia, retornando ao seu estado fundamental, emitindo outro ftoncommenorenergiadoqueaquelequefoiabsorvidoparapromoveraexcitao (Figura 6.10). Molcula no estado fundamentalLuzUV (250-350nm)Molcula excitadaMolcula no estado fundamentalEmisso de baixa energiaOR'RRNOOOR'NRR+_ Figura 6.10- Mecanismo de ao geral de filtros qumicos. Aenergiaemitidapelofiltrosolarpodesernaregiodoinfravermelho(naforma decalor)ouaindanaregiodovisvel(fluorescnciaoufosforescncia)(videBox6.2). Este efeito comum aos filtros imidazolnicos. Efeito sobre o coeficiente de extino molar () A absoro (A) de energia por uma molcula dada pela lei de Lambert-Beer: A = c.l. 61 onde, c: concentrao da molcula (em mols. L-1), l: caminho tico (em cm), : coeficiente de extino molar, uma constante de proporcionalidade da absoro que est relacionada natureza da molcula (em cm-1M-1). Ovalordocoeficientedeextinomolarabasesobreaqualaefetividadedo filtro solar avaliada. Filtros que possuam altos soam mais eficientes em absorver a luz dos que possuem baixo . A transio eletrnica para um composto qualquer est ligada facilidade que esta estrutura tem para produzir uma estrutura ressonante. Desta forma, existem molculas que apresentamsimetriaquepermiteoufacilitaodeslocamentoeletrnicoeoutrascuja simetriadificultaouimpedeodeslocamentoeletrnico.Comparando,porexemplo,as molculas do octildimetil PABA e o salicilato de octila, no primeiro, os dois substituintes doanelbenznicoestoemposioparaenquantoquenosalicilatodeoctilaestoem posioorto,produzindoassimumimpedimentoestricoemposioorto.Portantono derivado do PABA o maior do que no composto dissubstitudo em orto. Um aumento em duplas conjugadas tambm facilita a ressonncia e conseqentemente aumenta o . Bloqueador, protetor e bronzeador De acordo com nossa legislao, os protetores solares disponveis comercialmente sodivididosemquatrocategorias:i)baixaproteonoqualoFPSvariade2a6;ii) moderada proteo (FPS 6 a 12); iii) alta proteo (FPS 12 a 20) e iv) muito alta, no qual o FPS igual ou superior a 20. As preparaes de baixa proteo so chamadas tambm de bronzeadores. Os bronzeadores no apresentam em sua composio filtros de raios UVA, apenasUVBe,portanto,oFPSobtidomuitobaixo.Josprotetoressolaresdealta proteosoassociaesdefiltrosUVBcomfiltrosUVAe/oufiltrosfsicoscujondice de proteo fica na faixa de 12-30. Otermobloqueadorsolarfoiproibidopelalegislaoamericana,jqueno possvel um bloqueio de 100% da radiao solar. NaTabela6.1abaixo,algunsexemplosdefiltrosqumicosefsicosmais comumente usados em formulaes cosmticas so apresentados. 62 Tabela 6.1 - Filtros fsicos e qumicos utilizados em formulaes e suas faixas de proteo contra radiao UV. Fator de proteo solar (FPS) O fator de proteo solar (FPS) foi institudo com o objetivo de ter um ndice para ograudeproteodeumadeterminadapreparaocomfiltros.calculadosegundoa FDA(FoodandDrugsAdministrationdosEstadosUnidos)ouCOLIPA(TheEuropean CosmeticToiletryandPerfumaryAssociation)comosendoaenergiaultravioleta necessriaparaproduzirumadosemnimadeeritema(DME)sobreumapeleprotegida, dividida pela energia UV necessria para produzir uma DME em uma pele no protegida: FPS = UVDME_protegida/UVDME_desprotegida Os testes utilizam dez a vinte voluntrios (dependendo da metodologia, vinte para aFDAedezparaaCOLIPA)enormalmenteutilizamascostasdosindivduos selecionados que devem apresentar o mesmo tipo de pele (geralmente indivduos fototipo I, IIeIII-Tabela6.2).Ascostassoquadriculadasecadaquadranterecebeuma determinadaquantidadedeprodutoasertestado(2mg/cm2derea).ADME determinadadecadavoluntrioatravsdeumasequnciadeprogressogeomtricade 63 exposio luz ultravioleta (lmpadas de xennio). O tempo pode ser, por exemplo, de 2 minutos (FDA). Vinte e quatro horas aps a irradiao, o eritema dos locais so avaliados por tcnicos treinados e define-se qual a DME em cada rea de teste. Tabela 6.2 - Fototipos de pele Tipo de pelereao exposio solarCor da pele Iqueima facilmente, nunca bronzeiaBranca IIqueima facilmente, bronzeia levementeBranca IIIqueima moderadamente, bronzeado gradual e uniforme Branca IVqueimadura mnima, bronzeado moderado Morena clara Vraramente queima, bronzeamento abundante e escuro Morena VInunca queima, pigmentao profundaEscura O FPS est relacionado formao do eritema, que provocado por UVB. Sendo assim,omtodoparaoclculodoFPSvlidosomenteparaUVB.Entretantoexistem outrosmtodosqueavaliamopoderdeproteoparaosfiltrosqueabsorvemUVA, emboraaindanoexistaumapadronizao.Dentreosmodosdecalcularofatorde proteodefiltrosUVApodemoscitaroPPD(persistentpigmentdarkening)eoIPD (immediate pigment darkening). Ou seja, enquanto os filtros UVB usam o eritema cutneo paracalcularograudeproteo,osfiltrosUVAusamapigmentaoimediataoutardia como ndice. Outros mtodos indicam a porcentagem de UVA retida, outros so feit