ProdutocosmA-ticosAlido-Damasceno-2019

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRODUTO COSMÉTICO SÓLIDO COM Prosopis juliflora: AVALIAÇÃO DA 
SEGURANÇA, DESENVOLVIMENTO DE FORMULAÇÕES E ESTUDO DA 
EFICÁCIA HIDRATANTE E ANTI-RUGAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
AUTOR DISCENTE: GABRIEL AZEVEDO DE BRITO DAMASCENO 
ORIENTADOR: MÁRCIO FERRARI 
COORIENTADORA: RAQUEL BRANDT GIORDANI 
 
 
 
 
 
 
 
 
NATAL-RN 
2019 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS 
 
 
 
 
 
PRODUTO COSMÉTICO SÓLIDO COM Prosopis juliflora: AVALIAÇÃO DA 
SEGURANÇA, DESENVOLVIMENTO DE FORMULAÇÕES E ESTUDO DA 
EFICÁCIA HIDRATANTE E ANTI-RUGAS 
 
 
 
Tese apresentada à Coordenação do 
Programa de Pós-graduação em Ciências 
Farmacêuticas, como requisito do curso de 
Doutorado em Ciências Farmacêuticas. 
 
 
 
 
 
AUTOR DISCENTE: GABRIEL AZEVEDO DE BRITO DAMASCENO 
ORIENTADOR: MÁRCIO FERRARI 
COORIENTADORA: RAQUEL BRANDT GIORDANI 
 
 
 
 
 
 
NATAL-RN 
2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 AGRADECIMENTOS 
 
A meus pais, João e Avani, por estarem sempre presentes de forma ativa 
em todas as etapas da minha formação pessoal, acadêmica e profissional, 
aconselhando e apoiando todas minhas decisões, sempre contribuindo de forma 
incondicional para o meu crescimento. Da mesma forma, à minha irmã, Gabriela e 
demais familiares, que tiveram sua parcela de incentivo e contribuição na minha 
formação. 
 
 A Flávia, por ter me acompanhado durante toda essa etapa, me incentivando 
a realizar meus sonhos, dando suporte, carinho, atenção, amor, me cobrando e me 
ajudando nos momentos de dificuldades. Não posso deixar de agradecer a Hanna, 
que se deitava no pé da minha cadeira me forçando a ficar sentado e trabalhando. 
 
Aos meus professores que me ajudaram nessa conquista, representados 
especialmente pelo Professor Márcio, à professora Raquel; ao professor Hugo, que 
me recebeu no Biopol como se fosse um de seus alunos para o que seria uma 
rápida colaboração se tornou algo maior, culminando na minha indicação para uma 
temporada no Centro de RMN da UFPR. Representados por estes aqui 
mencionados, meu muito obrigados a todos que me ajudaram neste processo. 
 
Aos meus amigos que entenderam o que significava este doutorado e 
souberam conviver com minhas reclamações, ausências, desabafos, tristezas e 
alegrias também, da seleção até a defesa, muito obrigado. 
 
Aos meus amigos do Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento de 
Produtos Cosméticos, por ser uma equipe incrível, onde todos se ajudam em todos 
os testes e experimentos, sem vocês, boa parte desses experimentos, 
especialmente os testes in vivo, não teriam acontecido. Além de contribuir para que 
o dia a dia no laboratório seja o melhor possível. Não posso deixar de agradecer 
aos membros do Grupo de Pesquisa em Produtos Naturais Bioativos-UFRN e em 
especial a Fernanda Santos, doutorando do grupo, por todo o empenho e 
 
 
disposição em contribuir com sua expertise em molecular networking. Sem ela, não 
teríamos conseguido chegar aos clusters em tão pouco tempo. 
 
Aos voluntários que participaram desta pesquisa, pela fundamental 
colaboração. 
 
Ao Núcleo de Pesquisa em Alimento e Medicamento da UFRN e seus 
funcionários pela parceria firmada na doação das matérias – primas e obtenção dos 
núcleos sólidos. 
 
Ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, pela 
oportunidade de realização deste Doutorado. 
 
Ao INCT-BioNat que possibilitou a realização de análises no Instituto de 
Química da UNESP-Araraquara 
 
A CAPES pelo aporte financeiro no tocante a bolsa de estudos de doutorado 
que colaborou na execução desse projeto. 
 
 
 
RESUMO 
 
Prosopis juliflora (PJ) é uma planta invasora da Caatinga Nordestina e apresenta em sua 
composição metabólitos com características químicas de interesse em produtos 
cosméticos. Este trabalho objetivou o desenvolvimento de formulações cosméticas na 
forma de núcleo sólido contendo o extrato de PJ que em contato com a água forma um gel 
para uso tópico em dose única. Teve como objetivo também o estudo in vitro e in vivo de 
segurança dos extratos e a eficácia clínica hidratante e anti-rugas. A otimização da 
extração dos frutos de PJ foi conduzida a partir de delineamento experimental estatístico. 
As amostras foram purificadas por ultrafiltração em centrífuga e cromatografia de gel-
filtração, seguido de hidrólise ácida e análise da composição monossacarídica por 
cromatografia em papel e ressonância magnética nuclear (RMN). A fração menor que 3kDa 
foi avaliada por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC-MS) 
enquanto a fração maior que 3kDa por RMN. Já a fração total, foi analisada por uma 
plataforma integrada de RMN. A atividade antioxidante in vitro foi avaliada utilizando 
diferentes metodologias. A segurança in vitro foi realizada por meio dos testes de 
citotoxicidade e fototoxicidade, enquanto para a avaliação in vivo foi realizado o teste de 
compatibilidade cutânea. Foi realizada uma etapa de pré-formulação e escolha da melhor 
forma de obtenção das formulações que então foram submetidas a um estudo de 
estabilidade por 90 dias. Por fim, para a avaliação clínica da eficácia hidratante e anti-rugas 
foi mensurado o conteúdo hídrico do estrato córneo e a perda de água transepidermal 
(TEWL), antes e 1, 2, 3, 4 e 5h da aplicação e o conteúdo hídrico, TEWL e relevo cutâneo 
após 30 dias de uso prolongado. O delineamento experimental revelou que as melhores 
condições extrativas foi a 34ºC/3,5h (PJ2). A fração maior que 3KDa (PJ2) foi caracterizada 
como uma α-glucana e a fração menor que 3kDa apresentou compostos fenólicos, alguns 
dos quais inéditos para a espécie, e alcaloides. Resultados esses, que estão de acordo 
com os obtidos pela rede integrada de RMN para a fração total. As amostras não 
apresentaram efeitos citotóxicos e fototóxicos nas concentrações testadas, bem como, 
nenhum voluntário apresentou reações cutâneas, sendo um indício de segurança da 
matéria-prima. As avaliações in vitro da atividade antioxidante demonstraram o potencial 
da PJ2 em diferentes etapas da cascata oxidativa. Na etapa de pré-formulação foram 
delineadas oito formulações e três métodos de obtenção dos núcleos sólidos foram 
avaliados: compressão direta, moldagem e compressão de granulados obtidos por 
granulação via úmida. Esta última, possibilitou a incorporação de uma fase emolientes na 
formulação e se mostrou o método mais adequado à obtenção dos núcleos sólidos 
estáveis. Após os testes de eficácia clínica, foi possível observar que a formulação 
aditivada com PJ2 aumentou o conteúdo hídrico da pele em até 5h após a aplicação e que 
nos testes de longa duração, houve uma melhora do conteúdo hídrico, redução da TEWL 
e melhora nos parâmetros de relevo cutâneo. Dessa forma, evidenciando a aplicabilidade 
dessa nova forma e matéria-prima cosmética como agente hidratante e 
antienvelhecimento. 
 
Palavras chave: Algaroba; Anti-envelhecimento; Cosméticos; Hidratação; 
Polissacarídeos; Prosopis julifora; Fabaceae. 
 
ABSTRACT 
 
Prosopis juliflora (PJ) is an invasive plant of Brazilian Caatinga and presents compounds in 
its metabolic composition of interest in cosmetic products. This work aims the development 
of cosmetic formulations in the form of a solid core containing PJ extract that upon contact 
with water will form instantly a gel for single dose use. It also aims the in vitro and in vivo 
safety study of the extracts and the moisturizing and anti-wrinkle activities clinical efficacy. 
The samples were purified by centrifugal ultrafiltration and gel filtration chromatography, 
followed by acid hydrolysis and analysis of the monosaccharide composition by paper 
chromatographyand nuclear magnetic resonance (NMR). The fraction smaller than 3kDa 
was evaluated by liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) while the fraction 
greater than 3kDa by NMR. The total fraction was analyzed by an integrated NMR platform. 
The in vitro antioxidant activity was evaluated using different methodologies. In vitro safety 
assessment was performed using cytotoxicity and phototoxicity tests using colorimetric 
method and neutral red and MTT as vital corants. The in vivo safety evaluation was 
performed through the cutaneous compatibility test. A preformulation step was performed 
and the most suitable technique of obtaining the formulations was chosen, which were then 
submitted to a 90 days stability study. Finally, for the clinical evaluation of moisturizing and 
anti-wrinkle efficacy, the water content of the stratum corneum and transepidermal water 
loss (TEWL) were measured before and 1, 2, 3, 4 and 5 hours after application. These 
parameters and skin micro relief were evaluated after 30 days of daily use of the 
formulations. The experimental design revealed that the best extractive conditions were at 
34ºC / 3,5h (PJ2). The fraction greater than 3KDa (PJ2) was characterized as an α-glucan 
and the fraction smaller than 3kDa presented phenolic compounds, some of which are 
unpublished for the species, and alkaloids. These results agree with those obtained by the 
integrated NMR network for the total fraction. The samples did not present cytotoxic and 
phototoxic effects at the concentrations tested, nor did any volunteers present cutaneous 
reactions. These results are an indication of safety of the raw material. In vitro antioxidant 
activity evaluations demonstrated the potential of PJ2 acts in different stages of the 
oxidative cascade. Eight formulations were delineated in the preformulation stage and three 
methods of obtaining the solid cores were evaluated: direct compression, molding and 
compression of granules obtained by wet granulation. The latter allowed the incorporation 
of an emollient phase in the formulation and proved to be the most suitable method to obtain 
the stable solid cores. After the clinical efficacy tests, it was possible to observe that the 
formulation added with PJ2 increased the water content of the skin within 5h after the 
application. In the long-term tests, there was an improvement of the water content, reduction 
of TEWL and improvement in the parameters of cutaneous relief. Thus, evidencing the 
applicability of this new form and cosmetic raw material as a moisturizing and anti-aging 
agent. 
 
 
Keywords: Algaroba; Anti aging; Cosmetics; Moisturizing; Polysaccharides; Prosopis 
juliflora; Fabaceae. 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 1 – Prosopis juliflora (SW) D.C na Caatinga do Rio Grande do Norte 16 
Figura 2 – Etapas do desenho experimental da presente pesquisa. 75 
Figura 3 - Diagrama de Pareto mostrando a influência da Temperatura (T) e do 
Tempo (t) no rendimento do processo de extração, ao nível de 95% de confiança. 77 
Figura 4 - Superfície de resposta para o rendimento (R) em função da variação de 
temperatura (T) e tempo (t) no processo de extração 78 
Figura 5 - Superfície de resposta (A) para a concentração de açúcares totais em 
função da variação de temperatura (T) e tempo (t) no processo de extração. 80 
Figura 6 - Avaliação da citotoxicidade das amostras PJ1, PJ2 e PJ3 de Prosopis 
juliflora 84 
Figura 7 - Avaliação da citotoxicidade das amostras PJ1, PJ2 e PJ3 de Prosopis 
juliflora em cultura de células Hacat 3T3 e corante vital NR. 86 
Figura 8 - Avaliação da fototoxicidade de PJ1, PJ2 e PJ3 de Prosopis juliflora 89 
Figura 9 - Perfil de peso molecular de F2M após permeação em coluna de gel-
filtração 91 
Figura 10 - Perfil de peso molecular do pico observado para F2M após permeação 
em coluna de gel-filtração entre os tubos 74 e 86. 91 
Figura 11 - Perfil de peso molecular do pico observado para F2M após protocolo 
de escalonamento para permeação em coluna de gel-filtração 92 
Figura 12 - Clusters das moléculas observados no modo negativo do Molecular 
Networking de interesse cosmético. 105 
Figura 13 - Clusters das moléculas observados no modo positivo do Molecular 
Networking de interesse cosmético. 106 
Figura 14 - Núcleos sólidos obtidos por granulação via úmida seguida de 
compressão contendo extrato de P. juliflora 117 
Figura 15 - Imagens capturadas pelo Visioscan VC98 de um campo antes e após 
a aplicação do gel reconstituído a partir do núcleo sólido de PJ2 122 
Figura 16 - Variação do percentual dos valores de hidratação superficial do estrato 
córneo, observados 1, 2, 3, 4 e 5 horas após a aplicação das formulações. 124 
Figura 17 - Variação do percentual dos valores de TEWL, observados 1, 2, 3, 4 e 
5 horas após a aplicação das formulações 126 
Figura 18 – Imagens capturas pelo Visioscan VC98 antes e após a aplicação do 
gel reconstituído a partir do núcleo sólido durante 30 dias. 129 
 
 
LISTA DE QUADROS E TABELAS 
 
Quadro 1 - Composição do fator de hidratação natural (NMF). 39 
Quadro 2 – Escala de avaliação preconizada pelo International Contact Dermatitis 
Research Group Guidelines (IRCDG). 59 
Tabela 1 - Metabólitos secundários encontrados em Prosopis juliflora. 20 
Tabela 2 - Principais compostos isolados de P. juliflora relatados em literaturas e 
suas ações biológicas. 22 
Tabela 3 - Potenciais aplicações biotecnológicas da Prosopis juliflora. 29 
Tabela 4 - Fatores e níveis para o planejamento fatorial 22 + 2 axiais, com triplicata 
no ponto central. 53 
Tabela 5 - Matriz do planejamento fatorial 22 + 2 axiais, com triplicata no ponto 
central. 53 
Tabela 6 - Excipientes e concentrações avaliadas no estudo de pré-formulação, 
denominados de acordo com o Internacional Nomenclature of Cosmetic 
Ingredients, quando aplicável. 66 
Tabela 7 - Composição das formulações para incorporação dos extratos de 
Prosopis juliflora. 67 
Tabela 8 - Composição e concentração de uso da fase molhante dos núcleos 
sólidos de P. juliflora 70 
Tabela 9 - Composição da formulação dos núcleos sólidos de Prosopis juliflora. 72 
Tabela 10 - Parâmetros de avaliação e condições experimentais de otimização do 
processo de extração. 76 
Tabela 11 - Massas relativas ao processo purificação por ultrafiltração em 
centrífuga. 90 
Tabela 12 - Composição monossacarídica após processo de hidrólise ácida para 
as frações de polissacarídeos de Prosopis juliflora. 93 
Tabela 13 – Deslocamentos químicos observados para amostras de P. juliflora. 94 
Tabela 14 - Estudos das galactomananas de Prosopis juliflora descritos na 
literatura. 95 
Tabela 15 – Atividade antioxidante de poder redutor pela amostra F2M de P. 
juliflora. 98 
Tabela 16 – Atividade de sequestro do radical DPPH pela amostra F2M de 
Prosopis juliflora. 99 
Tabela 17 – Atividade antioxidante de quelação de ferro e cobre pela amostra F2M 
de P. juliflora. 100 
 
LISTA DE QUADROS E TABELAS Cont. 
Tabela 18 – Atividade antioxidante de sequestro de radicais hidroxila (OH-) e 
superóxidos (O2-) pela amostra F2M de Prosopis julifora 101 
Tabela 19 - Metabólitos identificados na fração menor que 3 kDa de PJ2. 103 
Tabela 20 - Metabólitos anotados pela plataforma integrada de RMN para o extrato 
PJ2. 109 
Tabela 21 - Análise de tempo de fluxo, ângulo de repouso e compressibilidade das 
formulações base para obtenção dos núcleos sólidos. 112 
Tabela 22 – Escala de fluidez para sistemas particulados 113 
Tabela 23 -Composição da formulação veículo utilizada para obtenção dos 
núcleos sólidos por moldagem e granulação via úmida. 115 
 Tabela 24 - Composição da formulação dos núcleos sólidos de Prosopis juliflora. 116 
Tabela 25 - Resultados do estudo de estabilidade dos núcleos sólidos de P. juliflora 
e seu veículo. 118 
Tabela 26 - Variação do percentual dos valores de hidratação superficial do estrato 
córneo, observados 1, 2, 3, 4 e 5horas após a aplicação das formulações 122 
Tabela 27 – Valores de hidratação do estrato córneo, TEWL, da avaliação do 
microrrelevo cutâneo antes e após 30 dias de uso das formulações e suas 
respectivas variações percentuais. 126 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO 14 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 16 
2.1 Prosopis juliflora 16 
2.1.1 Informações botânicas 16 
2.1.2 Composição química 17 
2.1.3 Usos populares 18 
2.1.4 Estudos farmacológicos 28 
2.1.5 Usos tecnológicos e biotecnológicos 28 
2.1.6 Toxicologia 30 
2.2 CARBOIDRATOS 32 
2.3 AVALIAÇÃO DA SEGURANÇA DE INGREDIENTES COSMÉTICOS 33 
2.4 FORMA COSMÉTICA PROPOSTA: NÚCLEO SÓLIDO 36 
2.5 HIDRATAÇÃO CUTÂNEA 37 
2.6 ENVELHECIMENTO CUTÂNEO 42 
2.7 AVALIAÇÃO DA CLÍNICA DA EFICÁCIA COSMÉTICA 45 
3 OBJETIVOS 49 
3.1 OBJETIVO GERAL 49 
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 49 
4 MATERIAL, MÉTODOS E CASUÍSTICA 50 
4.1 MATERIAL 50 
4.2 52 
4.2.1 Coleta e identificação dos espécimes vegetais 52 
4.2.2 Processo de otimização da extração de polissacarídeos de Prosopis 
juliflora 52 
4.2.3 Planejamento fatorial e desenvolvimento experimental estatístico 53 
4.2.3.1 Análise estatística 54 
4.2.4 Caracterização dos extratos 54 
4.2.4.1 Determinação do rendimento da extração 54 
4.2.4.2 Concentração de açúcares totais 54 
4.2.4.3 Capacidade antioxidante total 54 
4.2.4.4 Dosagem de compostos fenólicos 55 
4.2.4.5 Dosagem de proteínas totais 55 
4.2.5 Avaliação da segurança dos extratos de Prosopis juliflora 55 
4.2.5.1 Avaliação in vitro da segurança dos extratos de Prosopis juliflora 55 
4.2.5.1.1 Cultura de células 56 
MÉTODOS E CASUÍSTICA
 
4.2.5.1.2 Avaliação da citotoxicidade 56 
4.2.5.1.3 Avaliação da fototoxicidade 57 
4.2.5.2 Avaliação in vivo da segurança dos extratos de Prosopis juliflora 57 
4.2.5.2.1 Voluntários 57 
4.2.5.2.2 Avaliação da compatibilidade cutânea 58 
4.2.6 Isolamento, purificação e análise de polissacarídeos de Prosopis 
juliflora 59 
4.2.6.1 Purificação por ultrafiltração em centrífuga 59 
4.2.6.2 Análise preliminar da composição química de monossacarídeos por 
cromatografia em papel 59 
4.2.6.3 Escalonamento do processo de purificação em coluna de gel filtração 60 
4.2.6.4 Análise da composição química por Ressonância Magnética Nuclear 60 
4.2.6.5 Avaliação in vitro da atividade antioxidante da amostra purificada de 
Prosopis juliflora 60 
4.2.6.5.1 Capacidade antioxidante total 61 
4.2.6.5.2 Poder redutor 61 
4.2.6.5.3 Sequestro do radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH). 61 
4.2.6.5.4 Quelação de íons de Cobre (Cu2+) 61 
4.2.6.5.5 Quelação de íons de Ferro (Fe2+) 62 
4.2.6.5.6 Sequestro de Radicais Hidroxila (OH-) 62 
4.2.6.5.7 Sequestro de radicais Superóxidos (O2-) 63 
4.2.7 Análise qualitativa dos metabólitos de Prosopis juliflora 63 
4.2.7.1 Análise qualitativa dos metabólitos secundários de Prosopis juliflora por 
espectrometria de massas 63 
4.2.7.2 Análise qualitativa da composição química do extrato PJ2 de Prosopis 
juliflora por espectroscopia 64 
4.2.8 Desenvolvimento das formulações cosméticas 65 
4.2.8.1 Estudo de pré-formulação 65 
4.2.8.1.1 Seleção dos excipientes da formulação 65 
4.2.8.1.2 Formulações e análise de fluxo e compressibilidade 67 
4.2.8.2 Obtenção das formulações 69 
4.2.8.3 Estudo de estabilidade dos núcleos sólidos 71 
4.2.8.3.1 Peso médio 71 
4.2.8.3.2 Dureza 71 
4.2.8.3.3 Friabilidade 71 
4.2.8.3.4 Desintegração 72 
 
4.2.8.3.5 Avaliação do pH 72 
4.2.8.3.6 Determinação da umidade 72 
4.2.9 Avaliação da eficácia clínica das formulações 73 
4.2.9.1 Voluntários e condições experimentais para os testes de avaliação 
imediata e em longo prazo 73 
4.2.9.2 Avaliação da hidratação do estrato córneo e da perda de água 
transepidermal (TEWL) 73 
4.2.9.3 Análises estatísticas 74 
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 76 
5.1 OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS EXTRATOS 76 
5.1.1 Rendimento 76 
5.1.2 Concentração de açúcares totais 79 
5.1.3 Capacidade antioxidante total 80 
5.1.4 Compostos fenólicos e proteínas 81 
5.2 AVALIAÇÃO DA SEGURANÇA DOS EXTRATOS DE Prosopis juliflora 83 
5.2.1 Avaliação in vitro da segurança 83 
5.2.1.1 Avaliação da citotoxicidade in vitro 83 
5.2.1.2 Avaliação da fototoxicidade in vitro 88 
5.2.2 Avaliação in vivo da segurança 89 
5.3 ISOLAMENTO, PURIFICAÇÃO E ANÁLISE DE POLISSACARÍDEOS 
DE P. juliflora 89 
5.3.1 Purificação por ultrafiltração em centrífuga 89 
5.3.2 Determinação do peso molecular 90 
5.3.3 Análise preliminar da composição química de monossacarídeos por 
cromatografia em papel 92 
5.3.4 Análise da composição química por Ressonância Magnética Nuclear 93 
5.3.5 Avaliação in vitro da atividade antioxidante da amostra purificada de 
Prosopis juliflora 96 
5.3.5.1 Capacidade Antioxidante Total 97 
5.3.5.2 Poder redutor 98 
5.3.5.3 Sequestro do radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH). 99 
5.3.5.4 Quelação dos íons de Cobre (Cu2+) e Ferro (Fe2+) 100 
5.3.5.5 Sequestro de Radicais Hidroxila (OH-) e Superóxidos (O2-) 101 
5.4 ANÁLISE QUALITATIVA DOS COMPOSTOS SECUNDÁRIOS DE 
Prosopis juliflora 103 
 
5.4.1 Análise qualitativa dos metabólitos secundários de Prosopis juliflora por 
espectrometria de massas 103 
5.4.2 Análise qualitativa da composição química do extrato PJ2 de Prosopis 
juliflora por espectroscopia 108 
5.5 DESENVOLVIMENTO DAS FORMULAÇÕES COSMÉTICAS 111 
5.5.1 Estudo de pré-formulação 111 
5.5.1.1 Seleção dos excipientes da formulação 111 
5.5.1.2 Formulações, análise de fluxo e compressibilidade 112 
5.5.2 Obtenção das formulações 115 
5.5.3 Estudo de estabilidade dos núcleos sólidos 117 
5.6 AVALIAÇÃO DA EFICÁCIA CLÍNICA DAS FORMULAÇÕES 121 
5.6.1 Avaliação imediata da hidratação do estrato córneo e da perda de água 
transepidermal (TEWL) 121 
5.6.2 Avaliação em longo prazo da hidratação do estrato córneo, da perda de 
água transepidermal (TEWL) e do microrrelevo cutâneo 125 
6 CONCLUSÕES 130 
 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 132 
 APÊNDICES 159 
 
 
 
14 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
A vegetação predominante no semiárido nordestino é um complexo denominado de 
Caatinga, cuja classificação nem sempre é fácil (PEREIRA et al., 2001). O bioma Caatinga 
apresenta inúmeras espécies de valor econômico, entretanto, além de estar muito 
degradado e com evidências de desertificação, é o bioma brasileiro com maior grau de 
desconhecimento científico. O estudo e a conservação da biodiversidade desse bioma 
constituem um dos maiores desafios do conhecimento científico brasileiro. Essa é uma 
região natural exclusivamente brasileira e, portanto, estratégias de agregar valor a tal 
biodiversidade podem fomentar novas políticas públicas de conservação (SILVA et al., 
2016). 
Prosopis juliflora (P. juliflora), conhecida popularmente como algaroba, é originária 
do Peru e foi introduzida em 1944 no Rio Grande do Norte. É uma árvore que cresce com 
facilidade e rapidez, e não se encontra na lista de plantas em extinção, ao contrário, a falta 
de manejo adequado, a adaptação regional da espécie e a facilidade da dispersão 
tornaram a algaroba uma planta considerada invasora (DE SOUZA NASCIMENTO et al., 
2014). 
Nesse contexto, entende-se que novas aplicações para a algaroba podem 
representar um maior consumo da espécie e, indiretamente, uma proteção das demais 
plantas endêmicas da Caatinga que compartilham o mesmo habitat. Além disso, pode 
contribuir com a melhoria de qualidade de vida de diferentes comunidades e através de 
produtos de agricultura familiar, propiciando emprego e renda fundamentais na estratégia 
de desenvolvimento e no manejo sustentável da biodiversidade. 
A análise da constituição química já reportada pela espécie indica predominância 
de polissacarídeos e derivados fenólicos, metabólitos que despertam o interesse para 
potencial uso como ativos e excipientes em produtos farmacêuticos e cosméticos 
(IBRAHIM et al., 2013; RINCÓN et al., 2014). 
A percepção popular de que o uso de matérias-primas de origem vegetal está 
associadoa produtos mais saudáveis e ecológicos é difundida (ANTIGNAC et al., 2011). 
No entanto, a interação entre os diversos ativos utilizados e a pele é complexa e não há 
garantias que as reações indesejáveis estejam ausentes, sendo necessária a avaliação da 
segurança dos ingredientes utilizados como base da segurança dos produtos cosméticos 
(ANTIGNAC et al., 2011; GAO et al., 2008; NOHYNEK et al., 2010). 
De forma a atingir os objetivos, este projeto permeia campos adjacentes: (i) 
prospecção fitoquímica dos constituintes da algaroba; (ii) análises cromatográficas e 
espectrométricas de extratos e frações enriquecidas; (iii) desenvolvimento de estratégias 
15 
 
de extração adequadas; (iv) avaliação da segurança e uso da matéria-prima para produção 
de cosméticos; (v) desenvolvimento de formulações cosméticas aditivadas com extrato da 
algaroba; (vi) avaliação da eficácia de produtos cosméticos através da avaliação do 
conteúdo aquoso do estrato córneo, da perda de água transepidermal e do microrrelevo 
cutâneo. 
Considerando que os consumidores de produtos cosméticos clamam por novidades 
e que os produtos naturais podem ser amplamente explorados nesse nicho, nesta pesquisa 
objetivou-se desenvolver um núcleo sólido com extrato de algaroba que ao entrar em 
contato com a água o produto formará instantaneamente um gel com propriedades 
hidratante e anti-rugas para ser aplicado em dose única, representando uma inovação no 
mercado cosmético. 
Finalmente, vale ressaltar que não havia dados na literatura científica tampouco 
depósito ou patentes no Instituto Nacional da Propriedade Industrial – INPI, até o presente 
momento, sobre o uso da algaroba na área cosmética e nem da forma cosmética proposta. 
Isso possibilitou o depósito de um pedido de patente e valida o ineditismo da pesquisa e 
inovação, gerando atividades junto às comunidades, fortalecendo a parceria UFRN, 
empresa e comunidade, valorizando a competência de cada entidade em prol do 
desenvolvimento sustentável. 
 
 
16 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1. Prosopis juliflora 
2.1.1 Informações botânicas 
 
O gênero Prosopis contem 44 espécies de árvores e arbustos, a maioria deles 
originados nas Américas, os quais são fixadores de nitrogênio e, em geral, apresentam 
rápido crescimento e tolerância à seca (TRENCHARD et al., 2008). Prosopis juliflora (SW) 
D.C (Figura 1) é uma árvore abundante e nativa das regiões de pastagem da América do 
Sul, América Central e Caribe e está presente nas regiões áridas e semiáridas (DE SOUZA 
NASCIMENTO et al., 2014; LÓPEZ-FRANCO et al., 2013). A taxonomia do gênero é 
complexa e sua classificação foi re-organizada diversas vezes (TRENCHARD et al., 2008). 
De acordo com Tropicos.org., a taxonomia da espécie é Equisetopsida C. Agardh; 
Magnoliidae Novák ex Takht.; Rosanae Takht.; Fabales Bromhead; Fabaceae Lindl.; 
Prosopis L. 01 (TROPICOS.ORG, 2015). 
 
Figura 1. Prosopis juliflora (SW) D.C na Caatinga do Rio Grande do Norte 
 Fonte: Autoria própria 
 
A introdução da algaroba no Brasil não teve total aprovação uma vez que em 
determinadas áreas, algumas espécies se tornaram daninhas e medidas de manejo e 
erradicação foram necessárias (TRENCHARD et al., 2008). Estima-se que apenas nas 
17 
 
duas primeiras fases de introdução da espécie, entre os anos de 1942 e 1965, 13,5 milhões 
de mudas foram disponibilizadas no Nordeste brasileiro (SANTOS; DIODATO, 2017). 
O perfil invasor da P. juliflora é bem descrito. A espécie é considerada uma das 
plantas com maior capacidade invasora (DE SOUZA NASCIMENTO et al., 2014) e se 
distribuiu por milhões de hectares na América do Sul, Austrália, Ásia, Índia e Sudão 
(PASIECZNIK et al., 2001). De forma diferente de outras espécies invasoras que são 
influenciadas por múltiplos fenômenos de introdução, as sementes de P. juliflora presentes 
no Brasil foram coletadas em uma pequena região do Peru, denominada de Piura, 
conferindo assim características específicas ao fenômeno de invasão observado aqui 
(OLIVEIRA; COSTA; FONSECA, 2018). 
P. juliflora exerce alelopatia frente a espécies destinadas à agricultura e também 
plantas exóticas, além de competir diretamente por nutrientes e luminosidade, diminuindo 
a área foliar, diâmetro do caule, altura das árvores e aumentando a mortalidade de 
espécies concorrentes, incluindo as da biodiversidade brasileira (DE SOUZA 
NASCIMENTO et al., 2014). 
Adaptada às condições adversas da Caatinga, cresce sob a forma de arbustos e 
árvores que podem atingir alturas superiores a 12m e diâmetro do tronco superior a 1m de 
circunferência (BHATIA; GUPTA; SONI, 2014; MENDES, 1989; RINCÓN et al., 2014; 
RODRIGUES et al., 2013). 
Apesar do efeito negativo do perfil invasor da algaroba, aspectos positivos foram 
relatados em solos degradados na Índia, ao longo das laterais de estradas e pastagens, 
fornecendo importante fonte de madeira e forragem para animais (NASCIMENTO, 2008). 
A implementação de medidas preventivas nos estágios iniciais de processos de 
invasão continuam sendo a melhor forma de manejo para evitar os impactos negativos que 
espécies invasoras podem trazer à diversos ecossistemas (OLIVEIRA; COSTA; 
FONSECA, 2018). Em função da difícil erradicação da algaroba e do prejuízo às demais 
espécies da Caatinga, uma exploração racional da espécie como fonte de recursos 
sustentáveis, pode ser apontada como interessante forma útil de manejo dessa espécie 
invasora (SATHIYA; MUTHUCHELIAN, 2011). 
Assim, o uso racional da P. juliflora em diferentes áreas de aplicação, pode compor 
uma estratégia útil de manejo desta espécie invasora, auxiliando a contenção de sua 
proliferação e o aproveitamento de suas potencialidades, auxiliando a sobrevivência de 
plantas nativas da Caatinga impactadas por esse perfil invasor (SANTOS; DIODATO, 2017; 
SATHIYA; MUTHUCHELIAN, 2011). 
 
18 
 
2.1.2 Composição química 
Leguminosas do gênero Prosopis pertencente à subfamília Mimosoideae 
(Fabaceae), são plantas que produzem gomas e estão distribuídas em regiões áridas e 
semiáridas (DE SOUZA NASCIMENTO et al., 2014). De acordo com estudos físico 
químicos realizados por Rincón e colaboradores (2014) a goma da semente da algaroba 
(coletada em período não chuvoso em Maracaibo, Venezuela) apresentou 8,94% de água, 
0,39% de cinzas, 0,60% de proteínas, 0,55% de lipídeos e 98,46% de carboidratos total. 
As semente de P. juliflora apresentam alta porcentagem de polissacarídeos (manose, 
galactose, glucose) e galactomananas com diferentes proporções de manose e galactose 
(RINCÓN et al., 2014). Também foi relatada a presença de flavonoides (IBRAHIM et al., 
2013), alcaloides (DOS SANTOS et al., 2013) ramnose e ácido elágico (MALHOTRA; 
MISRA, 1981a) . 
Diferentes processos de extração e purificação de frações de polissacarídeos, 
resultaram em galactomananas com diferentes proporções de manose e galactose, 
identificadas por técnicas cromatográficas e espectroscópicas, distintas entre si (AZERO; 
ANDRADE, 2002; 2006; BHATIA, 2013; BHATIA; GUPTA; SONI, 2014; LÓPEZ-FRANCO 
et al., 2013; RINCÓN et al., 2014; VIEIRA et al., 2007). 
Além de macromoléculas, a literatura relata a presença de diferentes classes de 
metabólitos secundários nas folhas, casca, frutos, raízes e pólen, sendo a maioria dos 
estudos focado na triagem destes metabolitos como listados na Tabela 1. Há também 
estudos envolvendo o isolamento e a elucidação estrutural de moléculas como alcaloides 
que estão relacionados a efeitos tóxicos observados em animais alimentados com a 
algaroba (Tabela 2) (TABOSA et al., 2000a). 
2.1.3 Usos populares 
Os frutos da algaroba, com a morfologia clássica das vagens produzidas pelas 
Fabaceae, são historicamente utilizados como alimento por seres humanos em regiões 
onde a planta é nativa, principalmente devido ao seu sabor, aroma, e os seus elevados 
níveis de sacarose e proteínas semelhante ao milho e cevada (BORGES, 2004).Fagg e 
Stewart (1994) relataram o uso dessas vagens como alimentação humana no Vale do 
Tehuacan no México, desde 6.500 anos a.C. Outro trabalho relatou o consumo difundido 
da algaroba na alimentação humana e como fonte de madeira para combustível dentre os 
nativos nas Américas, datando milhares de anos atrás (GUILHERME et al., 2009). 
As vagens da algaroba podem fornecer uma gama de produtos alimentares, tais 
como farinha, xaropes semelhantes a mel e bebidas alcoólicas e não-alcoólicas (BORGES, 
19 
 
2004; GORGATTI NETTO, 1987; GUILHERME et al., 2009; LIMA; LIMA, 1985; 
NEGREIROS, 1988; VIEIRA; GUERRA; FREITAS, 1995). 
Ao triturar as vagens maduras e secas, obtem-se uma espécie de farinha que pode 
ser utilizada na fabricação de pães e biscoitos; um extrato aquoso obtido da cocção e 
infusão origina um xarope semelhante ao mel com alta concentração de proteínas e 
carboidratos, que pode ser fabricado facilmente nos períodos de seca. Uma bebida 
refrescante pode ser obtida por maceração com água, bem como uma bebida alcoólica 
destilada a partir do mosto fermentado e, finalmente, um pó que pode ser utilizado como 
substituto do café, são os principais usos tradicionais na alimentação humana (BORGES, 
2004; GORGATTI NETTO, 1987; GOUVEIA; FIGUEIREDO, 2000; GUSMÃO et al., 2018; 
MACHADO; FIGUEIREDO, 2000; NEGREIROS, 1988). 
Por outro lado, no contexto de alimentação animal, alguns estudos foram realizados 
avaliando e indicando a utilização da P. juliflora como forragem na criação de codornas 
(SILVA et al., 2002), tilápias do Nilo (CARVALHO et al., 2012), cavalos (MEDEIROS et al., 
2012), ovinos e caprinos (RIET-CORREA et al., 2012). 
Em paralelo ao seu amplo uso no campo e na agropecuária descrito na literatura, 
alguns usos populares medicinais são relatados, principalmente em estudos 
etnofarmacológicos, tais como adstringente, no tratamento do reumatismo e em picadas 
de escorpiões e cobras (CHOPRA et al., 1958; CHOPRA; NAYAR; CHOPRA, 1956; 
NADKARNI, 1954). 
20 
 
Tabela 1 - Metabólitos secundários encontrados em Prosopis juliflora. 
(Continua) 
Parte da planta 
Classe do 
metabólito 
Composto Tipo de extração Referência 
Casca 
Glicosídeo de 
flavonol 
Glicosídeo de 
isoflavona 
Canferídeo 3-O-β-Dgalactopiranosídeo 
Retusina 7-O-neoesperosídeo 
Fração éter de extração em acetona 
 
Extrato etanólico 
(NEE' 
SHUKLA; 
MISRA, 
1981) 
Frutos 
Flavonoides 
Açúcares livres 
Patulitrina 
Glicose e sacarose 
Extrato etanólico dos frutos (identificação dos 
flavonoides) e extrato aquoso (identificação dos 
açúcares livres) 
(WASSEL; 
RIZK; 
ABDEL-
BARY, 
1972) 
Folhas 
Flavonoides 
Alcaloides 
Saponinas 
Fenóis 
Taninos 
Fibras 
Substâncias 
pécticas 
- 
Triagem fitoquímica realizada por reações clássicas 
e analisadas por métodos gravimétricos e 
espectrofotométricos 
(IBRAHIM et 
al., 2013) 
Folhas Flavonoides 
Apigenina 
Luteolina 
Apigenina -6,8-di-C-glicosídeo 
Crisoerioll 7-O- glicosídeo 
Luteolina 7-O- glicosídeo 
Canferol 3-O-metil eter 
Quercitina 3-O-metil eter 
Isoharmentina 3-O- glicosídeo 
Isoharmentina 3-O-rutinosideo 
Quercitina 3-O- rutinosideo 
Quercitina 3-O- diglicosideo (glucose e 
arabinose) 
Identificação em extratos padronizados e 
procedimentos cromatográficos 
(BRAGG et 
al., 1978) 
21 
 
Tabela 1 - Metabólitos secundários encontrados em Prosopis juliflora. 
(Conclusão) 
Identificado em 
extratos 
padronizados e 
procedimentos 
cromatográficos 
 
Terpenoides 
Fenóis 
Flavonoides 
Cumarinas 
Carbonil 
Glicosídeo 
Saponinas 
 
- 
Triagem fitoquímica através de reações clássicas 
em extratos metanólicos, etanólicos, clorofórmio e 
benzeno 
(SHARMILA; 
REBECCA 
JEYANTHI; 
SADUZZAMAN, 
2013) 
Folhas Pigmentos Caroteno, xantofilas e feofitina Identificados em extratos etanólicos 
(TESORIERE 
et al., 2005) 
Vagem 
Glicosídeo de 
ácido elágico 
Ácido elágico 4-O-α-L-
ramnosilgentiobisídeo 
Isolado em extrato etanólico 
(MALHOTRA; 
MISRA, 1981c) 
Vagem 
Glicosídeo de 
ácido elágico 
Ácido elágico 4-O-rutinosideo Isolado em extrato etanólico 
(MALHOTRA; 
MISRA, 1981b) 
Vagem Taninos Taninos 
Diferentes extratos, dentre eles, extração em 
acetona e metanol 
(MAKKAR; 
SINGH; NEGI, 
1990) 
Pólen 
Flavonoides 
Ácidos 
cinâmicos 
Derivado-7-O-R apigenina 
Derivado de luteolina 
Flavonol glicosídeo 
Quercetina-3- glicosídeo 
Glicosídeo genisteína ou dihidroquercetina 
Isorhametina-3-O-R 
Chalcone 
Derivado de ácido cinâmico 
Identificado em extração realizada com etanol 50% 
por HPLC/DAD 
(ALMARAZ-
ABARCA et al., 
2007) 
Raízes 
Glicosídeos de 
flavanona 
3′, 4′-dihidroxi 5-metoxi 6-metil flavonona 
 7-0-β-D-glicopiranosídeo 
7,4′-dimetoxy 6,8-dimetil flavonona 
5-0-β-D-galactopiranosídeo 
Isolado em frações benzeno e acetato de etila 
oriundas de extrato etanólico 
(MALHOTRA; 
MISRA, 1983) 
Raízes 
Glicosídeo de 
ácido elágico 
3,3’-di-O-metil ácído elágico 
4-O-α-L-ramnopiranosil 
Isolado de extração realizada com acetona 
(MALHOTRA; 
MISRA, 1981a) 
Sementes Aminoácidos 
Aminoácidos essenciais, exceto lisina, 
metionina e cisteína 
Farinha de sementes 
(BHATT; 
CHOVATIYA; 
SHAH, 2011) 
22 
 
Tabela 2 - Principais compostos isolados de P. juliflora relatados em literaturas e suas ações biológicas. 
(Continua) 
Classificação Composto / Estrutura Atividade biológica Referência 
Alcaloide Julifloridina 
 
Não especificada (AHMAD; BASHA; HAQUE, 
1978) 
(AHMAD; QAZI, 1983) 
(AHMAD; SULTANA, 1990) 
(NAKANO, 2010) 
 N-metiljulifloridina 
 
Não especificada (AHMAD; BASHA; HAQUE, 
1978) 
(AHMAD; QAZI, 1983) 
(AHMAD; SULTANA, 1990) 
(NAKANO, 2010) 
 
Juliprosopina (Juliflorina) 
 
 
 
Anti-Alzheimer 
Anti-Leishmania 
Antidermorfítica 
Antibacteriana 
Ligante de DNA 
(AHMAD; BASHA; HAQUE, 
1978) 
(AHMAD et al., 1986) 
(KHURSHEED et al., 1986) 
(AHMAD et al., 1989a) 
 (TABOSA; QUINTANS-
JÚNIOR; et al., 2000) 
(TAPIA et al., 2000) 
(CHOUDHARY et al., 2005) 
(DOS SANTOS et al., 2013; 
RAHMAN et al., 2011) 
 
23 
 
Tabela 2 - Principais compostos isolados de P. juliflora relatados em literaturas e suas ações biológicas. 
(Continuação) 
 Julifloricina (Diasterioisômero de Julifloricina) 
 
 
Antidermorfítica e 
Antibacteriana 
 
(NAKANO, 2010) 
(AQEEL et al., 1989) 
24 
 
Tabela 2 - Principais compostos isolados de P. juliflora relatados em literaturas e suas ações biológicas. 
(Continuação) 
 Juliprosina 
 
 
Antibacteriana 
Antimalárica 
Antifúngica 
Ligante de DNA 
(DOS SANTOS et al., 
2013) 
(SINGH; SWAPNIL, 
2011) 
(RAHMAN et al., 2011) 
 Isojuliprosina (Diasterioisômero de Juliprosina) 
 
Antifúngica 
 
(NAKANO, 2010) 
(AHMAD; SULTANA; 
QAZI, 1989) 
 
3´´´´-oxo-juliprosopina 
 
 
Inibidor de crescimento de 
plantas 
(NAKANO et al., 2004) 
25 
 
Tabela 2 - Principais compostos isolados de P. juliflora relatados em literaturas e suas ações biológicas. 
(Continuação) 
 Secojuliprosopinal 
 
 
Inibidor de crescimento de 
plantas 
(NAKANO et al., 2004) 
 3-oxo-juliprosina 
 
Inibidor de crescimento de 
plantas 
(NAKANO et al., 2004) 
 3´-oxo- juliprosina 
 
Inibidor de crescimento de 
plantas 
(NAKANO et al., 2004) 
26 
 
Tabela 2 - Principais compostos isolados de P. juliflora relatados na literatura e suas ações biológicas. 
(Continuação) 
 Juliprosineno 
 
Antibacteriana 
(AHMAD; SULTANA; 
QAZI, 1989) 
Flavonoide (-)-Mesquitol 
 
Antioxidante (SIRMAH et al., 2009) 
Aminoácido 
 
L-triptofano 
 
Inibidor de crescimento de 
plantas 
(NAKANO et al., 2001) 
(NAKANO, 2010) 
Glicosídeos Siringina 
 
Inibidor de crescimento de 
plantas 
(NAKANO et al., 2002) 
(NAKANO, 2010) 
27 
 
Tabela 2 - Principais compostos isolados de P. juliflora relatados em literaturas e suas ações biológicas. 
(Conclusão) 
Precursor de 
enterolignan
a 
(–)-lariciresinol 
 
 
Inibidor de crescimento de 
plantas 
(NAKANO et al., 2002) 
(NAKANO, 2010) 
 
 
28 
 
2.1.4 Estudos farmacológicos 
Alguns estudos científicos suportam o uso popularmedicinal, especificamente na 
avaliação da atividade antimicrobiana de diferentes extratos e frações da algaroba 
(AHMAD, 1991; AHMAD et al., 1986; AHMAD et al., 1988; AHMAD et al., 1989a; b; 
AHMAD; SULTANA; QAZI, 1989; AL-SHAKH-HAMED; AL-JAMMAS, 1999; AQEEL et al., 
1989; ARUNACHALAM; KARPAGASUNDARAM; RAJARATHINAM, 2017; CÁCERES et 
al., 1995; DOS SANTOS et al., 2013; LIMA; LIMA, 1985; RAJA; SARAVANAKUMAR; 
VIJAYAKUMAR, 2012; SATISH; RAVEESHA; JANARDHANA, 1999; SINGH; SWAPNIL, 
2011), além de atividade antioxidante (ALMARAZ-ABARCA et al., 2007; SIRMAH et al., 
2011), antitumoral (SATHIYA; MUTHUCHELIAN, 2011), antimalárica (BATISTA et al., 
2018; RAMAZANI et al., 2010; RAVIKUMAR; INBANESON; SUGANTHI, 2012; SIMONSEN 
et al., 2001), atividade larvicida contra o Aedes albopictus, vetor da dengue e chikungunya 
(YADAV et al., 2015) e potencial uso em plantações no combate a pragas agrícolas 
(CAVALCANTE; MOREIRA; VASCONCELOS, 2006; DHIVYA et al., 2018; SIVAKUMAR et 
al., 2005), atividade anti-helmíntica (ODHIAMBO et al., 2014), anti-emética (HASAN et al., 
2012), ação inibitória da colinesterase com possibilidade de uso na terapia do Alzheimer 
(CHOUDHARY et al., 2005) e mais recentemente, atividade catalítica, antimicrobiana, 
antibiofilme e cicatrizante de nanopartículas de prata obtidas a partir do extrato das folhas 
de P. juliflora (ARYA et al., 2019). 
Analisando em conjunto a constituição química, os usos populares e os estudos 
farmacológicos já desenvolvidos, a P. juliflora é uma espécie interessante em relação às 
suas potenciais ações farmacológicas. Estudos que abordem a exploração racional em 
relação aos usos populares bem como investigações do potencial farmacológico da 
espécie podem ser uma alternativa ao manejo sustentável da algaroba, ajudando a evitar 
os efeitos nocivos do seu perfil invasor e contribuir para a obtenção de novas moléculas 
bioativas. 
 
2.1.5 Usos tecnológicos e biotecnológicos 
Devido à similaridade com a goma arábica, a goma de algaroba obtida das vagens 
(frutos) é descrito como um agente encapsulante de óleos essenciais e corantes naturais 
(BERISTAIN; GARCÍA; VERNON-CARTER, 1999; BERISTAIN; VERNON-CARTER, 1994; 
GOYCOOLEA et al., 1997; KHANNA et al., 1997; MURUGESAN; ORSAT, 2012; VERNON-
CARTER et al., 2001) e apresenta potencial de uso como agente emulsificante para 
29 
 
emulsões do tipo óleo em água (CARTER; SHERMAN, 1980; VERNON-CARTER et al., 
1996; VERNON-CARTER; PEDROZA-ISLAS; BERISTAIN, 1998). 
Acedo-Carrillo e colaboradores (2006) investigaram a influência de diferentes óleos 
na estabilidade e comportamento eletrocinético de emulsões do tipo O/A estabilizadas pela 
goma da algaroba. Os autores realizaram um estudo de estabilidade a longo prazo e 
observaram emulsões com óleo de laranja estáveis na faixa de concentração de 9 a 22% 
de goma de algaroba, propondo ainda um mecanismo de estabilização eletrostática, 
semelhante ao da goma arábica. 
A indústria farmacêutica e cosmética tem à disposição grande número de 
excipientes de origem vegetal, principalmente devido à segurança, economia e abundância 
na natureza, dentre eles, a P. juliflora apresenta estudo de uso como agente aglutinante e 
sua mucilagem está presente em comprimidos de diclofenaco sódico (PRAJAPATI et al., 
2013; SENTHIL SELVI et al., 2010). Outros estudos de utilização da P. juliflora na área 
farmacêutica, mostram a obtenção de sistemas de liberação modificada contendo 
combinações da goma da algaroba, quitosana e goma xantana (NOGUEIRA et al., 2003), 
produção de hidrogéis (REIS et al., 2003) bem como na obtenção de gomas semelhantes 
à amostras comerciais com potencial uso como em sistemas de liberação modificado do 
tipo targeting e aplicações em formulações alimentares (VILARÓ et al., 2018). 
 Além das aplicações relacionadas a medicamentos e cosméticos, a algaroba 
apresenta diversos outros potenciais na área da biotecnologia, conforme resumidos na 
Tabela 3. 
 
Tabela 3 - Potenciais aplicações biotecnológicas da Prosopis juliflora. 
(Continua) 
Parte da planta Aplicação Referência 
Biomassa das 
sementes 
Obtenção de bio óleos; 
(MASIMALAI; 
KUPPUSAMY, 2015) 
Caule e Raízes 
Solução verde para descontaminar solos com 
metais pesados tais como o Cu e Cd 
(SENTHILKUMAR et 
al., 2005) 
Folhas 
Remoção de produtos químicos tóxicos presentes 
no efluente de curtume 
(SHARMILA; 
REBECCA JEYANTHI; 
SADUZZAMAN, 2013) 
Folhas Potencial inseticida contra a mosca branca 
(CAVALCANTE; 
MOREIRA; 
VASCONCELOS, 
2006) 
Folhas 
Potencial uso como agente biocida no combate aos 
cupins (Macrotermes spp) 
(BEZUNEH et al., 
2019) 
Folhas 
Potencial uso como inibidor de corrosão em metais 
e concretos 
(FOUDA; AWADY; 
BEHAIRY, 2018; 
PALANISAMY et al., 
2016) 
30 
 
Tabela 3 – Potenciais aplicações biotecnológicas da Prosopis juliflora. 
(Conclusão) 
Folhas 
Desenvolvimento de quantum dots de carbono 
para a identificação fluorescente de mercúrio e 
ácido dimercaptossuccínico 
(POURREZA; GHOMI, 
2019) 
Núcleo das 
árvores 
Bioindicador de acúmulo de metais pesados 
(BERAMENDI-
OROSCO et al., 2013) 
Sementes Síntese de poliuretano de origem natural 
(TATHE; JAGTAP, 
2013) 
Sementes 
Potencial uso como coagulantes para o tratamento 
de água 
(SALEEM; 
BACHMANN, 2019) 
Sementes 
Produção de biodiesel com potencial de 
substituição do diesel comum sem modificações 
nos motores 
(ASOKAN et al., 2019) 
Vagens Produção de etanol (SILVA et al., 2011) 
Vagens e casca Produção de carbono ativado 
(KAILAPPAN; 
GOTHANDAPANI; 
VISWANATHAN, 2000) 
2.1.6 Toxicologia 
Apesar da P. juliflora ser utilizada na alimentação de animais e para consumo 
humano, intoxicação de animais tem sido historicamente relatada nos Estados Unidos 
(DOLLAHITE, 1957; 1964), Peru (BACA; VALLENAS; NOVOA, 1967) e Brasil 
(FIGUEIREDO et al., 1995; LIMA et al., 2004; SILVA et al., 2006; TABOSA et al., 2006), 
sobretudo em bovinos e caprinos. Estudo realizado no estado de Pernambuco, 50 
produtores e 11 veterinários foram entrevistados, seis deles relataram ter observado surtos 
associados com o consumo de vagens de algaroba em lugares onde ela é uma parte 
importante da alimentação animal com livre acesso a esta fonte de alimento, especialmente 
na estação seca (ASSIS et al., 2009). 
Os efeitos tóxicos são bem descritos em animais que tem a P. juliflora como fonte 
de alimento (CÂMARA et al., 2009), levando a uma disfunção muscular e popularmente 
caracterizado no Brasil como "cara-torta" (FIGUEIREDO et al., 1995). Falta de 
coordenação dos movimentos da mastigação, apreensão difícil de alimentos, salivação 
excessiva, disfagia e atrofia do músculo masseter localizado na cabeça do gado (TABOSA 
et al., 2006; TABOSA et al., 2000b), associado a atonia ruminal, anemia, edema 
submandibular e perda de peso progressiva (KINGSBURY, 1964), são os principais sinais 
clínicos associados à intoxicação. Esses sinais clínicos são caracterizados por emaciação 
neuromuscular, lesões histológicas como espongiose, gliose, perda de substância Nissl, 
vacuolação do pericário dos neurônios dos núcleos motores do trigêmeo (SILVA et al., 
2007), finalmente, degeneração e desaparecimento de neurônios motores do núcleo 
trigêmeo (TABOSA et al., 2006). 
31 
 
Nesse contexto, os primeiros estudos foram desenvolvidos com o objetivo de isolar, 
purificar e identificar compostos presentes na algaroba, relacionados aos casos de 
toxicidade (TABOSA et al., 2000a; TABOSA et al., 2000b). Os autores identificaram 
principalmente os alcaloides piperidinicos juliprosopina, juliprosina e juliprosineno, 
responsáveis pela atividade tóxica da espécie. 
Silva e colaboradores (2007) utilizando culturas de astrócitos de ratos tratados com 
uma fração enriquecida em alcaloides de algaroba, relataram uma ação direta nas células 
gliais, induzindo ou ativando citotoxicidade, estimulando a produção de óxido nítrico, 
podendo estar relacionado aos efeitostóxicos da espécie em animais. Posteriormente, o 
mesmo grupo complementou o estudo com testes de citotoxicidade dos alcaloides 
piperidinicos, juliprosopina e juliprosina em culturas de neurônios da ratos, atribuindo a este 
compostos os efeitos tóxicos observados nos animais (SILVA et al., 2013). 
Por fim, outro estudo evidenciou o efeito da juliprosopina em mitocôndrias de ratos, 
observando alterações no potencial de membrana, bem como redução da produção de 
ATP, morte celular e disfunção de neurônios envolvidos na neurotoxicidade da planta 
(MAIOLI et al., 2012). 
No entanto, de acordo com Silva e colaboradores (2017), o envolvimento dessas 
alterações celulares já relatadas na literatura e o mecanismo de morte celular induzido 
pelos alcaloides de P. juliflora ainda não havia sido esclarecido totalmente. Dessa forma, 
os autores avaliaram o envolvimento do dano mitocondrial e da autofagia no mecanismo 
de morte celular induzido por uma fração total de alcaloides (30μg/mL) e por uma fração 
de alcaloides composta pelos alcaloides juliprosopina e juliprosina (7,5μg/mL), em um 
modelo de co-cultura de neurônios e células da glia (SILVA et al., 2017). Os autores 
observaram que a autofagia é o principal mecanismo de proteção contra morte celular 
neural, associado com morte celular programada em resposta ao dano mitocondrial, em 
resposta a indução gerada pelos alcaloides piperidínicos de P. juliflora nas concentrações 
testadas. 
Conforme compilado por Damasceno; Ferrari e Giordani (2017), no aspecto da 
toxicidade provocada em animais pela P. juliflora, é possível observar uma evolução nos 
trabalhos publicados na literatura, partindo de relatos de caso à estudos com alcaloides 
isolados e mecanismo de ação. No entanto, traçando um paralelo das informações 
toxicológicas com as propriedades farmacológicas, pode-se observar a ausência de 
estudos que estabeleçam uma clara relação entre a dosagem tóxica da algaroba e seus 
alcaloides e o potencial dessas como novas moléculas bioativas para o desenvolvimento 
de alternativas terapêuticas. Embora haja relatos de toxicidade em animais, há amplo uso 
32 
 
popular medicinal e alimentar de derivados de P. juliflora há muitos anos, o que a credencia 
para futuras aplicações no âmbito farmacêutico e cosmético. 
 
2.2 CARBOIDRATOS 
 Os carboidratos são os principais constituintes das espécies vegetais, exibindo uma 
variedade de funções biológicas tais como função estruturante (celulose), reserva 
energética (amido), ação defensiva (gomas e mucilagens), metabolismo energético 
primário e como sinalizador de expressão gênica (THARANATHAN et al., 1987). Embora 
haja pequenas divergências quanto à classificação, os carboidratos de origem vegetal são 
classificados em três grandes grupos: mono, oligo e polissacarídeos, os quais podem 
apresentar uma enorme variedade estrutural refletindo no espectro de atividades 
desempenhadas (THARANATHAN et al., 1987). 
Polissacarídeos oriundos de sementes podem ser classificados em três grupos: o 
primeiro, formado por compostos presente no endosperma tais como galactomananas; o 
segundo, compostos de origem da casca das sementes e, o terceiro, formado por 
compostos da parede celular do endosperma (SOUKOULIS; GAIANI; HOFFMANN, 2018). 
Estes polissacarídeos constituem uma das principais fontes de hidrocoloides, utilizados em 
diversas áreas tais como cosmética, farmacêutica e alimentícia, em função de suas 
características funcionais, promovendo uma demanda crescente por pesquisa e inovação 
em novas matérias-primas sustentáveis (SOUKOULIS; GAIANI; HOFFMANN, 2018). 
Um grande número de excipientes utilizados pela indústria farmacêutica, alimentícia 
e cosméticas são formados por polímeros naturais, especialmente polissacarídeos como 
gomas, mucilagens, glucanas e galactomananas, em função de sua segurança, 
biocompatibilidade e biodegradabilidade, custo e disponibilidade na natureza (PRAJAPATI 
et al., 2013). Estes polissacarídeos são carboidratos complexos com um ou mais 
monossacarídeos ligados e uma variedade de substituintes, os quais apresentam elevada 
quantidade de grupos hidroxilas, podendo levar a retenção de água e, no caso das 
mucilagens, auxiliar na resistência das espécies vegetais à seca assim como manutenção 
das condições necessárias para germinação das sementes (CLARKE; ANDERSON; 
STONE, 1979; PRAJAPATI et al., 2013; THARANATHAN et al., 1987). 
Além de aplicações tecnológicas, polissacarídeos de origem vegetal tem sido 
largamente estudados com importantes atividades biológicas como antioxidante, 
imunoregulatória, antitumoral antioxidante, neuroproteção, radioproteção, antidiabetes, 
hepatoproteção, antiosteoporose e antifadiga (JIN et al., 2013) além de ações 
antiinflamatória e antimicrobiana, em diversos modelos de estudo in vitro (JIAO et al., 2016; 
33 
 
PANDIT; SONG; JEON, 2014). Pesquisas de novos polissacarídeos bioativos tem 
aumentado nos últimos anos, com destaque às moléculas antioxidantes, que podem agir 
por diversos mecanismos tais como no combate dos radicais livres, diminuindo a 
peroxidação lipídica, se mostrando uma potencial fonte de ativos possíveis de serem 
utilizados na cosmetologia como agentes antienvelhecimento (HUANG; MEI; HU, 2017; 
LIU; SUN; HUANG, 2018). 
 
2.3 AVALIAÇÃO DA SEGURANÇA DE INGREDIENTES COSMÉTICOS 
 A essência da inovação e desenvolvimento de produtos cosméticos está 
fundamentada na pesquisa de ingredientes ativos funcionais, seja de origem vegetal, 
mineral ou sintética, os quais são largamente estudados e muitas vezes lançados ao 
mercado (GAO et al., 2008). Dessa forma, produtos cosméticos devem ser seguros à 
saúde humana quando utilizados nas condições normais ou em condições razoavelmente 
previsíveis de uso (BRASIL, 2012a). 
 Nesse sentido, a demanda por produtos contendo ativos de origem vegetal, natural 
e orgânico vem crescendo e movimentando o mercado cosmético durante a última década, 
associado fortemente a uma maior sensação de segurança e apelo ecológico (ANTIGNAC 
et al., 2011; FERNANDO et al., 2019). Além de permitir a exploração racional à 
biodiversidade brasileira, principalmente se a matéria-prima apresenta estudos científicos 
comprovando a segurança e eficácia além do comprometimento com o desenvolvimento 
sustentável (FRANQUILINO, 2006). 
 Os ativos cosméticos de origem vegetal englobam uma variedade de preparações, 
incluindo desde extratos vegetais, ceras, óleos, polissacarídeos vegetais, até componentes 
isolados, os quais não são isentos de reações indesejáveis (ANTIGNAC et al., 2011; GAO 
et al., 2008). As reações mais comuns associadas ao uso de produtos cosméticos estão a 
irritação da pele, dermatite de contato, fotossensibilização, dentre outras (GAO et al., 2008; 
NOHYNEK et al., 2010). A interação entre os produtos cosméticos e os tecidos alvo desses 
é complexa e, sendo assim, estudos não-clínicos e clínicos para avaliação da segurança é 
um pré-requisito fundamental no desenvolvimento de novas matérias-primas (ANTIGNAC 
et al., 2011; BARRETO et al., 2017; GAO et al., 2008; NOHYNEK et al., 2010). 
 Na Europa, o uso de animais para experimentação foi proibido para avaliação de 
matérias-primas (2004) e produtos cosméticos (2009) tendo sido prorrogado até 2013 para 
testes mais complexos como carcinogenicidade, sensibilização da pele, toxicidade 
reprodutiva e toxicocinética (ALMEIDA; SARMENTO; RODRIGUES, 2017). Assim, através 
da Regulamentação 1223/2009, o Parlamento Europeu juntamente com o Conselho da 
34 
 
União Europeia definiu como marco legal para a proibição o ano de 2013 (EUROPEAN 
PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2009). 
A análise da segurança de cada componente individual, é o fundamento da 
segurança de um produto cosmético (VINARDELL, 2015). Em consequência, o European 
Centre for the Validation of Alternative Methods (ECVAM) propôs uma lista de métodos in 
vitro, fundamentados em estudosde culturas de células, para avaliação de ingredientes 
cosméticos (ALMEIDA; SARMENTO; RODRIGUES, 2017). 
 No Brasil, o aspecto regulatório acerca da experimentação animal na pesquisa 
científica ganhou maior destaque em 2008 com a Lei Nº 11.794, de 8 de outubro de 2008, 
a Lei Arouca, que regulamenta o inciso VII do § 1o do art. 225 da Constituição Federal, 
estabelecendo procedimentos para o uso científico de animais (BRASIL, 2008) e com o 
Decreto nº 6.899, de 15 de julho de 2009, que dispõe sobre a composição do Conselho 
Nacional de Controle de Experimentação Animal - CONCEA, estabelece as normas para o 
seu funcionamento e de sua Secretaria-Executiva, cria o Cadastro das Instituições de Uso 
Científico de Animais - CIUCA, mediante a regulamentação da Lei no 11.794, de 8 de 
outubro de 2008, destinado ao registro de instituições para criação ou utilização de animais 
com finalidade de pesquisa e ensino, além, dentro outros, do registro de protocolos 
experimentais e pedagógicos e dos pesquisadores (BRASIL, 2009). 
 Através deste marco, foi criado o Conselho Nacional de Controle de 
Experimentação Animal (CONCEA) com destaque na formulação de normas relativas para 
utilização humanitária de animais com finalidade de ensino e pesquisa, bem como na 
introdução de técnicas alternativas ao uso de animais para ensino e pesquisa (BRASIL, 
2008). Por fim, foi regulamentado a constituição das Comissões de Ética no Uso de Animais 
(CEUAs), com finalidade de julgar e aprovar projetos de Instituições de pesquisa, de acordo 
com as diretrizes postuladas pelo CONCEA (BRASIL, 2008; BRASIL, 2009). 
 Em 2012, por meio da portaria MCTI n° 491/2012 foi instituída a Rede Nacional de 
Métodos Alternativos (RENAMA), com duração prevista de cinco anos (renovada por mais 
três anos por meio da Portaria SEPED/MCTIC N° 3586, de 30 de junho de 2017). A 
RENAMA é estruturada por duas categorias de laboratórios, os Laboratórios Centrais e os 
Laboratórios Associados, que, dentre outros têm por objetivos estimular a implantação de 
ensaios alternativos ao uso de animais, monitorar o desempenho dos laboratórios 
associados através de comparações interlaboratoriais e promover o desenvolvimento, a 
validação e a certificação de novos métodos alternativos ao uso de animais. 
 O processo de validação de novos métodos alternativos, ocorre no âmbito do 
Centro Brasileiro de Validação de Métodos Alternativos (BraCVAM), em observância ao 
35 
 
Guia 34 da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico – OECD e sob 
monitoramento e avaliação do CONCEA (BRASIL, 2012b). 
 Estimulados pela invasão do Instituto Royal e libertação de cães da raça beagle, 
por parte de ativistas, os Estados de São Paulo (Lei 15.316 de 23 de janeiro de 2014) e 
Paraná (Lei 18.668 de 22 de dezembro de 2015) proibiram o uso de animais no 
desenvolvimento de cosméticos, produtos de higiene e perfumes e seus componentes 
(PARANÁ, 2015; SÃO PAULO, 2014). Enquanto isso, na esfera Federal, ainda se discute 
a questão, através dos Projetos de Lei PLC 70/2014 (Câmara Federal) e PLS 438/2013 e 
PLS 45/2014 (Senado Federal). Destes, o PLS 438/2013 foi arquivado enquanto o PLC 
70/2014 e PLS 45/2014 encontram-se com a relatoria da Comissão de Assuntos 
Econômicos e Comissão de Ciência, Tecnologia, Inovação, Comunicação e Informática, 
respectivamente. 
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) publicou um Guia para 
Avaliação de Segurança de Produtos Cosméticos com finalidade de orientar pesquisadores 
e formuladores quanto aos estudos de segurança em produtos cosméticos (BRASIL, 
2012a). A publicação referencia métodos alternativos, publicados em protocolos da 
Organization for Economic Cooperation and Development (OECD). 
 Estudos em culturas de células são mundialmente aceitos e realizados, sendo 
recomendado a realização de testes in vitro na etapa pré-clínica da avaliação da segurança 
(ALMEIDA; SARMENTO; RODRIGUES, 2017; BARRETO et al., 2017; FELIPPI et al., 
2012). Dentre elas, a avaliação do potencial citotóxico (OECD/GD 129, 2010) e do potencial 
fototóxico (OECD TG-432, 2004) são metodologias utilizadas para avaliação da segurança, 
utilizando como parâmetro de resposta, a viabilidade celular após exposição a diferentes 
concentrações de agentes químicos e posterior exposição à radiação UV, respectivamente 
(BRASIL, 2012a). 
 Na avaliação do potencial citotóxico, são utilizadas substâncias capazes de se ligar 
a células vivas, como o corante vital Neutral Red. Trata-se de um corante catiônico que se 
difunde através da membrana plasmática e se acumula no lisossoma das células, através 
de ligações eletrostáticas com a matriz lisossomal, que é aniônica. Agentes tóxicos podem 
alterar a superfície celular ou a membrana lisossomal, acarretando danos irreversíveis que 
podem levar à morte celular ou inibição do crescimento celular. Dessa forma, uma vez que 
a concentração do corante é diretamente proporcional ao número de células vivas, a 
citotoxicidade é expressa como redução concentração-dependente da captação do corante 
vermelho neutro pelas células após a exposição ao agente em estudo (OECD/GD 129, 
2010). 
36 
 
 Ainda de acordo com o guia 129 da OECD, o estudo é realizado para determinar a 
concentração do agente teste que reduz em 50% a viabilidade celular em comparação ao 
controle, caracterizando o IC50. O valor de IC50 pode ser utilizado em equações de 
regressão linear para estimar a dose que provocaria morte em 50% dos animais testados 
(DL50), que é utilizada para determinar a dose de partida em estudos de toxicidade 
sistêmica aguda (OECD/GD 129, 2010). 
Já para a avaliação do potencial fototóxico, há comparação da citotoxicidade de um 
produto químico quando testado na presença e na ausência de exposição a uma dose não 
citotóxica de luz solar simulada (OECD TG-432, 2004). 
Além desses testes, outras metodologias já foram validadas e podem ser 
empregadas na etapa pré-clínica da avaliação da segurança, tais como irritação ocular 
(OECD 405, 2017) e cutânea (OECD 404, 2015), absorção cutânea (OECD 428, 2004) e 
corrosividade cutânea em epiderme reconstituída in vitro (OECD 431, 2016). 
A partir da comprovação da segurança não clínica, os testes in vivo podem ser 
realizados, visando a confirmação da segurança do ingrediente, formulações e do 
consumidor (ANTIGNAC et al., 2011; BARRETO et al., 2017). 
2.4 FORMA COSMÉTICA PROPOSTA: NÚCLEO SÓLIDO 
 Os comprimidos são formas unitárias, contendo o princípio ativo, que apresentam 
diversas vantagens como exatidão de dose e estabilidade química, física e biológica 
(DARJI et al., 2018). Os comprimidos orodispersíveis, apresentam-se similar aos 
comprimidos convencionais, desenvolvidos para serem colocados na boca e rapidamente 
liberar o princípio ativo mesmo em baixa quantidade de líquidos, formando uma suspensão 
ou solução do fármaco (AGGARWAL; ASTHANA; ASTHANA, 2013; BHARGAV et al., 
2017; CILURZO et al., 2018). Dessa forma, devem apresentar rápida penetração de água 
através dos poros e capilares, levando à desintegração em 30s a 3 min (CILURZO et al., 
2018). 
 Os excipientes desempenham importante papel no desenvolvimento de formas 
farmacêuticas e cosméticas. Dentre eles, as classes mais comumente empregadas em 
formas sólidas são os diluentes (celulose microcristalina, lactose, manitol, sorbitol); 
aglutinantes (polissacarídeos naturais, amido, gomas, polivinilpirrolidona); agentes 
desintegrantes e superdesintegrantes (amido glicolato de sódio, croscarmelose sódica, 
crospovidona) e agentes lubrificantes e deslizantes (estearato de magnésio, de cálcio e de 
zinco, talco, ácido esteárico) (DARJI et al., 2018). 
 A obtenção de comprimidos orodispersíveis pode ser realizada por meio de 
diferentes técnicas, como liofilização, moldagem ou compressão direta, cada uma, 
37 
 
requerendo excipientes especiais (AGGARWAL; ASTHANA; ASTHANA, 2013; DARJI etal., 2018). Preferencialmente, os componentes devem ser hidrossolúveis, incluindo 
desintegrantes (agentes efervescentes e super desintegrantes), agentes de sublimação 
(mentol, cânfora, timol e bicarbonato de amônia) e/ou componentes que levem a fusão com 
a temperatura do corpo, dentre outros (AGGARWAL; ASTHANA; ASTHANA, 2013; DARJI 
et al., 2018). 
Por outro lado, ao analisar os produtos cosméticos disponíveis no mercado para 
hidratação da pele e anti-rugas, verifica-se que a grande maioria se apresenta como formas 
cosméticas de emulsão e gel, acondicionadas em embalagens variando entre 25g a 250 
gramas de produto. O mercado consumidor de cosméticos espera por inovações, seja no 
tocante a ativos, embalagens, formas de aplicação ou ainda forma de apresentação. 
Nesse contexto, este trabalho traz inovação tecnológica e científica por apresentar 
o desenvolvimento de um núcleo sólido que ao entrar em contato com a água formará 
imediatamente um gel com atividades hidratante e anti-rugas para aplicação imediata e em 
dose única, forma essa ainda não disponível no mercado e desenvolvida de acordo com 
os princípios tecnológicos de comprimidos orodispersíveis. 
 
2.5 HIDRATAÇÃO CUTÂNEA 
A pele tem como principal função atuar como uma barreira dinâmica entre o meio 
externo e o organismo, protegendo-o contra agressões físicas, químicas, calor, infecções, 
perda de água e radiação eletromagnética. Além disso, apresenta ainda terminações 
nervosas responsáveis pela recepção de informações do ambiente e transmissão ao 
sistema nervoso central; vasos sanguíneos, glândulas e tecido adiposo, que agem na 
termoregulação do corpo; ainda atua na síntese da vitamina D, sendo estruturalmente 
composta pela, epiderme, derme e, segundo alguns autores, a hipoderme (BARCO; 
GIMÉNEZ-ARNAU, 2008; BARONI et al., 2012; BHATTACHARYA et al., 2019; 
PASPARAKIS; HAASE; NESTLE, 2014). 
A epiderme é um epitélio avascularizado, queratinizado e estratificado, que sofre 
constantes processos de renovação celular, a qual apresenta queratinócitos, melanócitos, 
células de Langehans e células T como principais componentes celulares (PASPARAKIS; 
HAASE; NESTLE, 2014; WANG; WU, 2019). É subdividida em cinco camadas: a basal, 
também denominada como camada germinativa devido à presença de células tronco que 
junto à camada espinhosa, são responsáveis pelo processo de renovação celular; a 
camada espinhosa, composta por células com expansões citoplasmáticas de queratina 
unidas por desmossomos, responsável pela coesão e resistência ao atrito; a granulosa, 
38 
 
formada por fileiras de células contendo grânulos de querato-hialina que contribui para a 
função barreira; e por fim, as duas camadas mais superficiais: a lúcida e a córnea. Em 
áreas de menor espessura, as camadas granulosa e lúcida podem não ser observadas 
(ARDA; GÖKSÜGÜR; TÜZÜN, 2014; BARONI et al., 2012). 
A derme encontra-se abaixo da epiderme e é uma camada rica em matriz 
extracelular composta por colágeno, elastina, proteoglicanas e fibronectinas, além de 
folículos pilosos, glândulas sebáceas e sudoríparas, vasos linfáticos e sanguíneos, nervos 
e uma grande variedade de células, tais como neutrófilos, fibroblastos, mastócitos, 
eosinófilos, células B e T e dendríticas (PASPARAKIS; HAASE; NESTLE, 2014; WANG; 
WU, 2019). Enquanto isso, a hipoderme é composta por adipócitos, fibroblastos, 
macrófagos, nervos e vasos sanguíneos (PASPARAKIS; HAASE; NESTLE, 2014; WANG; 
WU, 2019). 
Na epiderme, o estrato córneo (EC) é a camada mais superficial da pele, apresenta 
espessura média de 10µm a 20µm e é caracterizado como um tecido formado 
principalmente por corneócitos dispersos em uma matriz intercelular de lipídeos. Apresenta 
a função principal de proteção e função barreira da pele, atuando por meio de diversos 
mecanismos, tais como reações enzimáticas, colonização pela microbiota, sinalização 
imunológica, lipídeos e peptídeos antimicrobianos, pH, antioxidantes e o fator de hidratação 
natural (POUILLOT et al., 2008). O estrato córneo representa a barreira física, em especial, 
as ligações entre os corneócitos associadas a proteínas do citoesqueleto; enquanto que 
os lipídeos, ácidos, enzimas, peptídeos e macrófagos representam a linha de defesa 
química e imunológica (PROKSCH; BRANDNER; JENSEN, 2008). 
Os corneóticos são células originadas do processo de diferenciação dos 
queratinócitos os quais tiveram organelas intracelulares como o núcleo e as mitocôndrias 
degradadas. Apresentam-se cercados por uma estrutura de lipídeos com espessura média 
de 0,05µm composta por ceramidas (~50%), ácidos graxos livres (~15%) e o restante, 
principalmente de colesterol e tiaglicerol, os quais foram sintetizados pelos queratinócitos 
no estrato espinhoso e granuloso, em contato direto com sua membrana formando uma 
estrutura lamelar com função principal de proteção e retenção de água, a matriz lipídica 
intercelular (BHATTACHARYA et al., 2019; BONTE, 2011; POUILLOT et al., 2008; 
SWARTZENDRUBER et al., 1987). 
 O estrato córneo representa apenas 10% da composição da pele, mas é 
responsável por 80% a 90% da função barreira deste órgão sendo o fluxo de água através 
do estrato córneo é denominado de perda de água transepidermal. Vários fatores 
influenciam a manutenção fisiológica da hidratação cutânea, dentre eles estão o arranjo 
39 
 
dos corneócitos, a matriz lipídica intercelular e a presença do fator natural de hidratação 
(NFM) (DARLENSKI; FLUHR, 2011; POUILLOT et al., 2008; TONČIĆ et al., 2018). 
A hidratação cutânea é definida em função da concentração de água na epiderme 
e derme. A água pode estar presente na forma livre, passível de movimentação através da 
perda de água transepidermal, ou ligada a moléculas do NMF (MARCO et al., 2013). O 
fator de hidratação natural é uma mistura de substâncias polares e higroscópicas (Quadro 
1) derivadas da proteólise da filagrina da epiderme, encontradas dentro dos corneócitos 
que atuam na manutenção do estado de hidratação da pele, que representam entre 20% 
a 30% da massa seca do estrato córneo. Alguns fatores podem contribuir para diminuição 
do NMF e consequentemente casos de xerose: lavagem e uso excessivo de agentes de 
limpeza; valores de umidade relativa abaixo de 10%; danos ao estrato córneo causado pela 
radiação ultravioleta e o avanço da idade (BARCO; GIMÉNEZ-ARNAU, 2008; BONTÉ, 
2011; STRIANSE, 1974; TONČIĆ et al., 2018; VERDIER-SÉVRAIN; BONTÉ, 2007). 
 
Quadro 1 - Composição do fator de hidratação natural (NMF). 
Componente Composição (%) 
Aminoácidos livres 40 
Pyrrolidone carboxylic acid (PCA) 12 
Lactato 12 
Açúcares 8,5 
Uréia 7 
Cloretos 6 
Sódio 5 
Potássio 4 
Amônia, ácido úrico,glucosamine, creatina 1,5 
Cálcio 1,5 
Magnésio 1,5 
Fosfato 0,5 
Citrato e formato 0,5 
Fonte: VERDIER-SÉVRAIN; BONTÉ, 2007. 
 
Além disso, juntamente com fatores como o pH e temperatura da pele, o conteúdo 
aquoso do estrato córneo é um parâmetro fundamental para a atividade enzimática a qual 
é responsável pela produção dos lipídeos intercelulares, descamação celular, secreção de 
sebo e pela diferenciação dos queratinóticos em corneócitos. Em situações onde há 
alterações nestes parâmetro e o conteúdo aquoso do estrato córneo diminui, há uma 
diminuição da atividade enzimática levando ao acúmulo e adesão dos corneócitos na 
superfície da pele, bem como no conteúdo de lipídeos o que pode levar à perda de água 
transepidermal exacerbada e ao aparecimento de sinais de ressecamento, descamação e 
rugosidade (BARCO; GIMÉNEZ-ARNAU, 2008; HARDING et al., 2000; VERDIER-
SÉVRAIN; BONTÉ, 2007; WATKINSON et al., 2001). O conteúdo aquoso do EC em 
40 
 
condições normais varia de 15% a 20%. Quando a quantidade de água presente declina 
para valores abaixo de 10%, a pele adquire características de ressecamento (BARCO; 
GIMÉNEZ-ARNAU, 2008). 
 A pele seca também é denominada como xerose e pode ser causada por diversos 
fatoresendógenos, exógenos e hábitos de vida. O ressecamento da pele ocorre quando 
há uma diminuição do conteúdo hídrico da pele bem como uma redução da função barreira 
e do aumento da perda de água transepidermal (MONTOYA et al., 2019). Além dos 
sintomas mais clássicos da xerose tais como ressecamento, pele áspera, descamação, 
vermelhidão e até coceira, a ausência de proteção e de tratamento pode levar a uma 
estimulação exacerbada das citocinas cutâneas e resultar em alterações cutâneas 
patológicas, especialmente dermatoses (ELIAS; WOOD; FEINGOLD, 1999), levar à 
liberação de citocinas pró-inflamatórias pré-formadas e à cascata de inflamação, 
aumentando as possibilidades de penetração de agentes irritantes, antígenos, haptenos e 
toxinas bacterianas (SAJIĆ; ASINIWASIS; SKOTNICKI-GRANT, 2012; WOLF; PARISH, 
2013), contribuir para infecções bacterianas secundárias e envelhecimento precoce da 
pele (ALGIERT-ZIELIŃSKA; MUCHA; ROTSZTEJN, 2018) bem como afetar 
psicologicamente os indivíduos (TONČIĆ et al., 2018). 
 Dentre os fatores endógenos, o avanço da idade, à redução da vascularização, da 
produção da emulsão epicutânea e do conteúdo aquoso, contribuiem para casos de 
xerose. As manifestações clínicas da pele seca são principalmente: prurido, sensação de 
estiramento da pele, descamação em aglomerados de corneócitos, diminuição da 
flexibilidade, aumento das rugas e marcas de expressão, aspereza ao toque e possível 
presença de vermelhidão. Variações hormonais, medicamentos e predisposição genética 
também compõem o grupo de fatores endógenos. Fatores exógenos como condições 
climáticas adversas, ventos demasiadamente quentes ou frios, e exposição ao sol bem 
como, hábitos cotidianos como o uso frequente de produtos de higiene pessoal e limpeza 
também podem contribuir para o ressecamento da pele. Há também, casos patológicos de 
xerose associados a doenças hereditárias como a psoríase ou ainda, em decorrência de 
patologias que causam anormalidades na queratinização e no conteúdo lipídico das 
camadas superficiais da pele (ANANTHAPADMANABHAN; MUKHERJEE; CHANDAR, 
2013; BONTE, 2011; CAUSSIN et al., 2009; ISHIKAWA et al., 2013; MONCRIEFF et al., 
2013; PONS-GUIRAUD, 2007; WHITE-CHU; REDDY, 2011). 
Dessa forma, o uso de hidratantes tópicos pode devolver a maciez, suavidade e 
flexibilidade da pele bem como a função barreira, aumentando o conteúdo aquoso cutâneo 
e diminuindo a perda de água transepidermal, sendo considerado portanto o primeiro 
cuidado anti-envelhecimento para a pele (MONTOYA et al., 2019). Mesmo considerando o 
41 
 
atual esforço da indústria cosmética para o desenvolvimento de produtos inovadores, o 
componente básico de cuidados com a pele ainda é a hidratação (WANG et al., 2018). 
Os ativos cosméticos utilizados em produtos hidratantes são classificados em 
quatro mecanismos principais: oclusão, umectação, hidratação ativa, e indução à formação 
de aquoporinas (BONTE, 2011; CAUSSIN et al., 2009). 
Quando aplicados topicamente sobre a pele, produtos que atuam pelo mecanismo 
de oclusão, levam à formação de um filme que age como uma barreira diminuindo a perda 
de água transepidermal, tais como óleos vegetais e minerais são exemplos de ativos que 
podem ser utilizados para esta finalidade, com vantagem para os de origem vegetal devido 
à semelhança com os triglicerídeos e ácidos graxos encontrados na pele (BONTE, 2011; 
DEDEREN; CHAVAN; RAWLINGS, 2012; RAWLINGS; BIELFELDT; LOMBARD, 2012; 
STAMATAS et al., 2008; VERDIER-SÉVRAIN; BONTÉ, 2007; VYUMVUHORE et al., 
2014). 
Já os agentes umectantes são compostos higroscópicos os quais atuam atraindo a 
água para o estrato córneo e aumento o conteúdo aquoso por meio da retenção das 
moléculas na pele devido à presença de vários grupamentos hidroxilas livres, capazes de 
se ligar e reter água. Hidrolisados proteicos de origem vegetal, glicóis, glicerina, uréia, 
lactatos, arginina e polissacarídeos como o ácido hialurônico e derivados ricos em 
mucilagens são capazes de estabelecer ligações com a água e ajudar no processo de 
hidratação através desse mecanismo de umectação (BONTÉ, 2011; HARDING et al., 2000; 
VYUMVUHORE et al., 2014). 
Alguma moléculas, tais como o colesterol, ceramidas e ácidos graxos livres, são 
capazes de permear mais profundamente o estrato córneo e modificar a camada lipídica 
endógena, agindo diretamente na reconstituição da função barreira da pele e melhorando 
as propriedades biomecânicas por um mecanismo de hidratação ativa (MONCRIEFF et al., 
2013; VYUMVUHORE et al., 2014; WOLF; PARISH, 2013). 
Por fim, outro mecanismo mais recentemente estudado envolve o papel das 
aquaporinas (AQP). As aquaporinas são um grupo de 13 proteínas transmebranares, 
nomeadas de AQP0 a AQP12, que formam canais de água através das membranas 
celulares, possibilitam também o transporte de pequenas moléculas como o glicerol e ureia, 
e são responsáveis pela homeostase dos fluidos nos tecidos onde são encontradas 
(BOURY-JAMOT et al., 2006; PORTINCASA; CALAMITA, 2019). 
As AQP1, AQP3, AQP5 e AQP7 já foram identificadas na pele humana, sendo a 
AQP5 importante para a secreção do suor, portanto, um canal de água e a AQP3, presente 
na epiderme atua como um canal de água e glicerol (BOURY-JAMOT et al., 2006). A AQP3 
é a mais abundante na epiderme dos humanos, localizada nos queratinócitos, levando à 
42 
 
formação de um circuito de água que permite o fluxo aquoso e de glicerol da base da 
epiderme até o EC. A AQP3 é majoritariamente expressa no estrato basal e diminui ao 
longo da camada granulosa, correspondendo ao decréscimo de água da derme até o EC. 
Sabe-se ainda que na pele hidratada, a mobilização de AQP3 é menor e a expressão do 
receptor CD44 é maior. O CD44 é responsável pela regulação da diferenciação dos 
queratinócitos e pela ligação do ácido hialurônico no espaço extracelular, o qual é um 
açúcar polimérico higroscópico que atua no processo de hidratação cutânea, acelerando 
o processo de cicatrização em feridas cutâneas, dessa forma, contribuindo para a 
hidratação, elasticidade e proliferação celular (BONTÉ, 2011; DRAELOS, 2012; HARA-
CHIKUMA; VERKMAN, 2008; IKARASHI et al., 2017; MARTINOTTI et al., 2019; 
SOUGRAT et al., 2002; VERDIER-SÉVRAIN; BONTÉ, 2007). 
 
2.6 ENVELHECIMENTO CUTÂNEO 
 O envelhecimento da população é um fenômeno constante nas últimas décadas e 
que impõe desafios do ponto de vista social, econômico e de sistemas de saúde. É um 
processo caracterizado pela degradação das propriedades e funções fisiológicas e 
biofísicas de diversos órgãos e tecidos, particularmente, a pele (LIMBERT et al., 2019). O 
constante avanço na expectativa de vida, chegando próximo aos 100 anos em alguns 
países, gera um grande impacto não só na qualidade de vida, mas também na aparência 
dos indivíduos, requerendo cuidados especiais para essa população (LIMBERT et al., 
2019; WANG; WU, 2019). 
 De uma forma geral, o envelhecimento cutâneo leva à diminuição da espessura da 
pele, bem como ao achatamento da junção entre epiderme e derme e um consequente 
prejuízo às trocas de nutrientes, circulação e vascularização; aumento do pH da pele; 
diminuição da capacidade neurossensorial; prejuízo ao processo de renovação celular; 
variações na composição, fragmentação e diminuição da produção do colágeno; elastose 
e acúmulo de elastina; diminuição do conteúdo lipídico e xerose; redução da síntese de 
vitamina D; diminuição da imunidade mediada pelas células de Langerhans e maior 
susceptibilidade a infecções e neoplasias cutâneas (GROVE; KLIGMAN, 1983; SHAH; 
KENNEDY, 2018; WANG; WU, 2019). 
 O envelhecimento cutâneo é classificado em dois tipos: intrínseco e extrínseco, os 
quais contribuem sinergicamente para as alterações estruturais e fisiológicas da pele 
envelhecida (FARAGE et al., 2008). O envelhecimento intrínseco é caracterizado como o 
envelhecimento celular geneticamente programado sujeito à atividades metabólicas