Aula-03---Microbiologia-em-Cosmeticos-1

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Microbiologia em 
Cosméticos
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
EQB736 – BIOTECNOLOGIA EM COSMÉTICOS
Prof Bernardo DiasProf Bernardo Dias
bernardo@eq.ufrj.br
E-101/102/103, http://www.eq.ufrj.br/biose/
Microbioma
Pele
Dentro do útero somos livres de microbiota, mas adquirimos microbiota do canal 
vaginal, fecal e do ambiente externo assim que nascemos.
Microbiota residente  crescem e se multiplicam na pele. Os mais comuns: 
Staphylococci, corineformes, propionibacteria e leveduras. Permitem recolonização
da pele depois de procedimentos de limpeza e desinfecção, quando reside fim dos 
canais dos foliculos pilosos.
Microbiota transiente  apenas estão presentes na pele.
3 regiões de microbiota distinta, mas constante em cada região:
- axila, perineo e pele entre dedos do pé (toe webs)  regiões de oclusão parcial, 
maior numero de m.o. (Gram negative bacilli)  maior umidade, concentração
de lipideos e temperatura corporal
- hands, face, and abdomen; 
- upper arms, legs, and trunk. 
Regiões ricas em glandulas sebaceas (face, scalp, and upper trunk)  anaerobic 
propionibacteria and malassezia species. 
Pele
Dentro do útero somos livres de microbiota, mas adquirimos microbiota do canal 
vaginal, fecal e do ambiente externo assim que nascemos.
Microbiota residente  crescem e se multiplicam na pele. Os mais comuns: 
Staphylococci, corineformes, propionibacteria e leveduras. Permitem recolonização
da pele depois de procedimentos de limpeza e desinfecção, quando reside fim dos 
canais dos foliculos pilosos.
Microbiota transiente  apenas estão presentes na pele.
3 regiões de microbiota distinta, mas constante em cada região:
- axila, perineo e pele entre dedos do pé (toe webs)  regiões de oclusão parcial, 
maior numero de m.o. (Gram negative bacilli)  maior umidade, concentração
de lipideos e temperatura corporal
- hands, face, and abdomen; 
- upper arms, legs, and trunk. 
Curiosidade:
Não tomar banho  numero de micro-organismos não aumenta
Tomar banho  reduz temporariamente a contagem, mas promove uma melhor 
distribuição dos micro-organismos restantes, levandoa uma maior disseminação 
por 1 ou 2 h após o banho.
Pele
Staphylococcus
Grampositive cocci, most aerobes. 
Staphylococcus epidermidis  encontrado mais na cabeça e torax, também são 
residentes em animais
Staphylococcus
S. aureus coagulase-positive  patogeno humano encontrado na borda das 
narinas (30%), perineo (15%), axila (5%), pele entre os dedos do pé (2%). Mais 
encontrado em pessoas com dermatite atopica
A produção de coagulase irá clivar o fibrinogenio em fibrina, resultando na 
coagulação do sangue, e ao mesmo tempo recobrir a superfície microbiana, 
protegendo contra fagocitose e o tornando mais virulento.
Staphylococcus
S. intermedius  patogeno de cachorros, 
presente nos donos
S. hominis  dominant on the arms and 
legs 
Staphylococcus saprophyticus, S. cohnii e S. xylosus feet, especially in young 
female adults. 
Micrococcus
Gram-positivos coccus. Menos numerosos que staphylococcus em peles 
saudaveis, mas importantes em locais mais secos e em crianças. 
Micrococcus luteus, Kocuria varians  dominantes
Kocuria kristinae e Kytococcus sedentarius  também são residentes. 
Micrococcus luteus
Corineformes
Aerobic, gram-positive, pleomorphic rods. 
Corynebacterium bovis, C. minutissimum, C. xerosis, and C. pseudodiphtheriticum; 
Propionibacterium 
The lipophilic coryneforms are usually found in the axilla and other moist areas of 
the skin.
Axillary malodor is caused by growth of bacteria (predominantly coagulase-
negative staphylococci and diphtheroids) in perspiration and secretions in the 
underarm region.
C. xerosis
C. minutissimum
Corineformes
Brevibacterium epidermidis (ou B.linens) nonlipophilic coryneforms that 
commonly are found in the toe webs. Responsible for the production of methane 
thiol that is the probable cause of the cheesy odor of sweaty feet. 
Outros queijos: Munster, Port-Salut, 
Raclette, Livarot e Napolact
Propionibacterium
It is well recognized that some patients with acne do not respond adequately to 
antibiotic therapy, which may be due to the direct consequence of skin colonization 
with resistant propionibacteria. There is recent evidence that Corynebacterium 
jeikeium may be a reservoir of antibiotic resistance; the drug resistance genes may 
have been transferred to a Propionibacterium sp. clinical isolate. The clinical 
significance of this finding is that antibiotic treatment of acne would become more 
difficult. 
Anaerobic, gram-positive, rod-shaped bacteria 
sebaceous glands and some inhabit the deeper parts of 
the hair follicle.
Propionibacterium acnes and P. granulosum 
P. acnes  acne vulgaris. 
Propionibacterium avidum  moist sites, particularly the 
axillae and virilhas
P. acnes 
Acne
Doença inflamatória dos foliculos pilssebaceos. Tem principal relação com as 
alterações hormonais que ocorrem na adolescencia (85% dos mesmos). Primeiros 
casos ocorrem entre 12 e 14 anos, sendo mais cedo nas meninas, mas mais 
severo nos meninos. Normalmente desaparece até os 25 anos, mas pode persistir 
até os 40.
Acne
Pápulas
Pustulas
Acne
Ou Comedogênese
Stress, Ciclo 
menstrual, 
drogas
Tratamento
- Inibição da 5-alfa-redutase
- Uso de ativos adstringentes 
para diminuir o tamanho dos 
óstios e excreção do sebo
Acne
Produtos Anti-acneicos
Médicos: Retinóides e antimicrobianos tópicos (suave); + Peroxido de benzoila e 
antibiótico oral (moderada); Isotretinoina oral (severa)
Cosméticos: Ácido azelaico, ácido oleanolico, finasterida (Inibidores de 5-alfa-
redutase)
Isotretinoina
Ácido retinoico
Acne
Produtos Anti-acneicos
Médicos: Retinóides e antimicrobianos tópicos (suave); + Peroxido de benzoila e 
antibiótico oral (moderada); Isotretinoina oral (severa)
Cosméticos: 
- ácido azelaico e óleo de melaleuca (ação contra P. acnes)
- Ácido azelaico, ácido salicílico, esfoliação, alfa-hidroxiácidos (ação queratolitica)
- Ácido azelaico, ácido nor-dihidroguaiarético, alantoína, bisabolol, nicotinamida, 
óleo essencial de lavanda e vitamina E (ação calmante)
Isotretinoina
Ácido retinoico
Alfa-hidroxiácidos: ácido láctico, glicólico, tartárico, cítrico e málico
Acne
Produtos Anti-acneicos
Médicos: Retinóides e antimicrobianos tópicos (suave); + Peroxido de benzoila e 
antibiótico oral (moderada); Isotretinoina oral (severa)
Cosméticos: 
- ácido azelaico e óleo de melaleuca (ação contra P. acnes)
- Ácido azelaico, ácido salicílico, esfoliação, alfa-hidroxiácidos (ação queratolitica)
- Ácido azelaico, ácido nor-dihidroguaiarético, alantoína, bisabolol, nicotinamida, 
óleo essencial de lavanda e vitamina E (ação calmante)
Isotretinoina
Ácido retinoico
Bisabolol
AlantoínaVitamina E
Nicotinamida
Outras bactérias
Streptococci
Alpha-hemolytic streptococci  present in the oropharynx and may spread to 
adjoining skin areas, especially in infants. In some geographic areas with high 
streptococcal infection rates, carriage of beta-hemolytic streptococci on normal skin 
has been reported.
The Gram-Negative Bacteria
small proportion of the skin flora of healthy individuals. 
Acinetobacter 25% of the population in moist intertrigenous areas such as the 
axillae, toe webs, groin, perineum, and antecubital fossae. 
Acinetobacter johnsonii are rare in infections. 
A. baumanii  provoca surgical wound infection
Outras possiveis: Proteus and Pseudomonas in the toe webs and
Enterobacter and Klebsiella on the hands
Malassezia
Únicas leveduras existentes na pele na ausência de doenças
M. furfur, M. pachydermatis, and M. sympodialis; and four new species: M. globosa, 
M. obtusa, M. restricta, and M. slooffiae.
Normalmente relacionada a pitiriase versicolor, caspa e demartite seborreica em 
pacientes com imunidade alterada
Caspa
Fatores que também influenciam
- hormones, 
- seasonal effects (more frequent 
during winter),- emotional stress, 
- sebum, 
- increased alkalinity of the skin,
- occlusion of the scalp
- Malassezia (formerly known as 
Pityrosporum)
Dermatite seborreicaCaspa
Caspa
Caspa e dermatite seborreica são doenças do escalpo que apresentam flocos 
cinzas (ou amarelados) secos e escamosos, diferindo apenas na severidade como 
inflamação, coceira e vermelhidão. Ocorre devido a um elevado turnover celular, 
formando agregados. Aparecem principalmente em cabelos oleosos.
Tratamento: shampoos anti-caspa
Ativos: zinc pyrithione, ketoconazole, coal tar, salicylic acid, selenium sulfide, and 
sulfur.
◾ Zinc pyrithione slows down cell turnover and is an effective antifungal ingredient.
◾ Sulfur and salicylic acid have a keratolytic effect, which means that they dissolve
the keratin of dead cells and thus prevent the formation of visible flakes. In addition, 
sulfur has antimicrobial properties.
◾ Tar slows down the rate of epidermal turnover and also has antiseptic activity.
◾ Ketoconazole is an antifungal ingredient, which controls flaking and itching.
Regarding the additional ingredients, anti-dandruff shampoos are identical to 
regular (“nonantidandruff”) shampoos
Antidandruff shampoos are recommended to be left on the hair and scalp when
washing the hair for a few minutes before rinsing, for best results
Variações na Microbiota
Crianças  microbiota transiente  streptococci, sporeforming bacilli, Micrococcus
Idosos  streptococci como residente, e enteric organisms mais frequentes, 
principalmente em lugares úmidos.
Homens apresentam maior quantidade em microbiota do que as mulheres
Mecanismos de Defesa
Suor
Eccrine sweat contains factors 
that inhibit the growth of 
Microsporum gypseum and 
Epidermophyton inguinale 
(flocossum). This fungicidal 
property has been attributed to 
acetic, propionic, caprylic, and 
lactic acids, leading to the early 
development of fatty acid topical 
therapy of superficial cutaneous 
fungus infections
Mecanismos de Defesa
Lipideos (ácidos graxos) de 
glândulas sebáceas e de 
queratinocitos tem ação sobre 
Streptococcus pyogenes, S. 
viridans, Corynebacterium
diphtheriae, and S. aureus 
Free fatty acids and sphingosine 
have antimicrobial activity 
against gram-positive bacteria; 
however, they have little effect on 
gramnegative bacteria.
Mas:
Although saturated fatty acids 
(C8–C16) inhibited the growth of 
two strains of P. acnes, oleic acid 
(unsaturated C18:1) promoted 
their growth. Oleic acid also 
promotes the growth of 
cutaneous aerobic diphtheroids 
in vitro. 
Mecanismos de Defesa
Peptideos Antimicrobianos
A major group of antimicrobial peptides serves as a nonspecific defense system that 
complements the highly specific cell-mediated immune response. 
Antimicrobial peptides are mobilized shortly after infection as part of the innate 
immunity, and act rapidly to neutralize a broad range of microbes. Most antimicrobial 
peptides use a similar target, which is the bacterial phospholipid membrane. A 
common general mechanism, ‘‘the carpet mechanism’’ is used, in which these 
peptides accumulate on the bacterial membrane up to a threshold concentration, and 
ultimately effect membrane permeation/disintegration. Target specificity is determined 
by the negatively charged bacterial membrane, the net positive charge of the peptide, 
its hydrophobicity, oligomeric state in solution and in the membrane, and the stability 
of its secondary structure.
Alpha-melanocyte–stimulating hormone (alpha-MSH) is an endogenous
linear tridecapeptide with potent anti-inflammatory effects. Recently, it was 
demonstrated that alpha-MSH and its C-terminal sequence Lys-Pro-Val have 
antimicrobial effects against two major pathogens: S. aureus and C. albicans.
Peptideos Antimicrobianos
Cathelicidins are peptides that are expressed at high levels in neutrophils and 
some epithelia, and can act as natural antibiotics by directly killing a wide range of 
microorganisms. It has been hypothesized that cathelicidins are expressed in mast 
cells (MCs), and their presence is vital to the ability of mammalian MCs to 
participate in antimicrobial defense. The presence of antimicrobial peptides in nails, 
with activity against relevant nail pathogens, may account for the ability of the nail 
unit to resist infection in the absence of direct access to the cellular immune 
system. Studies indicate that human, porcine, and murine nails contain 
antimicrobial molecules, and the human cathelicidin LL-37 can kill C. albicans.
Human beta-defensins 2 and 3 (HBD-2 and HBD-3) are inducible peptides
present at sites of infection in the oral cavity. Studies have reported broad-spectrum 
antimicrobial activity for both peptides. The purpose of one study was to test the 
effectiveness of HBD-2 and HBD-3 against a collection of oral organisms 
(Actinobacillus actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum, 
Porphyromonas gingivalis, Peptostreptococcus micros, Actinomyces naeslundii, A. 
israelii, S. sanguis, S. mutans, Candida tropicalis, Candida parapsilosis, Candida 
krusei, Candida glabrata, and C. albicans). 
Mecanismos de Defesa
Microbiologia na Indústria Cosmética
Contaminantes
- Água (Pseudomonas, Xantomonas, Flavobacterium, 
Achromobacter
- Ar (esporos fúngicos, Penicillium, Mucor, Aspergillus, 
Bacillus, leveduras, esporos bacterianos
- Matéria-prima (Clostridium, Salmonella, Actinomyces, 
coliformes, bolores e leveduras)
- Pessoal operacional (coliformes, Staphylococcus, 
Streptococcus e Corynebacteria)  Uso de EPI
Microbiologia na Indústria Cosmética
Controle de qualidade – Anvisa: Resolução nº 481, 23/091999
Área de Aplicação e Faixa 
Etária
Limites de Aceitabilidade
Para todos 
os tipos
- Ausência de Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, 
coliformes totais e fecais em 1 g ou 1 mL
- Ausencia de Clostridios sulfito redutores em 1 g (exclusivamente 
para talcos)
Tipo I • Produtos para uso Infantil
• Produtos para Area dos Olhos
• Produtos que entram em 
contato com Mucosas
a. Contagem de m.o. mesófilos 
totais aeróbios, não mais que 
100 UFC/g ou mL
Limite máx: 500 UFC/g ou mL
Tipo II Demais produtos cosméticos 
susceptíveis a contaminação 
microbiologica
a. Contagem de m.o. mesófilos 
totais aeróbios, não mais que 
1000 UFC/g ou mL
Limite máx: 5000 UFC/g ou mL
Microbiologia na Indústria Cosmética
Conservante ideal:
- Eficaz em pequenas concentrações
- Inodoro, Incolor
- Compatível com via de administração
- Inócuo  baixo potencial de irritabilidade e sensibilização
- Estável 
- Amplo espectro de ação
CONSERVANTES: são substâncias que são adicionadas como ingrediente aos 
Produtos de Higiene Pessoal, Cosméticos e Perfumes com a finalidade de inibir o 
crescimento de micro-organismos durante sua fabricação e estocagem, ou para 
proteger os produtos da contaminação inadvertida durante o uso.
ANVISA: RDC Nº 29, 01/06/2012
Microbiologia na Indústria Cosmética
Microbiologia na Indústria Cosmética
Microbiologia na Indústria Cosmética
Microbiologia na Indústria Cosmética
Sistemas preservantes
Associações entre conservantes para maior espectro de atividade e menor 
concentrações individuais
Os componentes da formulação podem exercer acentuada influencia na qualidade 
microbiológica da preparação, tanto potencializando quanto inativando o sistema 
conservante.
polissorbato 80, lecitina e pH alcalino  juntos inativam 90% dos sistemas 
conservantes
Alcoois (etanol e propanol), polióis (glicerina e propilenoglicol, > 20%), antioxidantes 
(BHA, ácido ascórbico, metabissulfito de sódio) e EDTA  potencializam a ação 
preservante
Sistema presevante inativado  Alterações no Produto:
- Alteração de pH, viscosidade, cor e odor;
- Perda de homogeneidade
- Produção de gás
Microbiologia na Indústria Cosmética
Challenge Test
Antimicrobianos
Ativos vegetais
Antimicrobianos
Ativos vegetais
Antimicrobianos
Ativosvegetais: Óleos essenciais
Antimicrobianos
Ativos vegetais: Óleos essenciais
Antimicrobianos
Ativos vegetais: Compostos fenólicos
Antimicrobianos
Peptídeos Vegetais
Milho, trigo e cevada
trigo
Ervilha, rabanete
Amaranto, batata doce
Violeta, café, noni
Lectinas
Antimicrobianos
Peptídeos Vegetais
Atividade Antimicrobiana
Excesso?
https://www.federalregister.gov/documents/2016/09/06/2016-21337/safety-and-
effectiveness-of-consumer-antiseptics-topical-antimicrobial-drug-products-for
EUA proíbem sabonetes antibacterianos por riscos à saúde
A agência americana de medicamentos e alimentos (FDA, na sigla em 
inglês) proibiu a utilização de 19 ingredientes químicos nos sabonetes 
antibacterianos comercializados no país. De acordo com o órgão, essas substâncias 
– entre as quais estão o o triclosan, comum em sabonetes líquidos, e o triclocarban, 
presente na maior parte dos sabonetes em barra -, além de não terem se mostrado 
mais efetivas que os tradicionais, podem trazer danos para a saúde, como 
problemas ao sistema imunológico, propiciam a resistência bacteriana e estão 
associadas ao desenvolvimento de alguns tipos de câncer.
“Os consumidores podem pensar que os sabonetes antibacterianos são mais 
efetivos para evitar os germes, mas não existe evidência científica de que sejam 
melhores que água e sabão comum. Alguns dados, ainda por cima, sugerem que os 
ingredientes antibacterianos podem fazer mais mal do que bem em longo prazo.”, 
disse Janet Woodcok, diretora da divisão de drogas da FDA.
http://veja.abril.com.br/saude/eua-proibem-sabonetes-antibacterianos-por-
riscos-a-saude/ 06/09/2016
https://www.federalregister.gov/articles/2016/09/06/2016-21337/safety-and-effectiveness-of-consumer-antiseptics-topical-antimicrobial-drug-products-for
http://veja.abril.com.br/saude/eua-proibem-sabonetes-antibacterianos-por-riscos-a-saude/