Fototipos de Pele Expresso pelo ITA°
Métodos Alternativos na Avaliação do FPS
Pesquisas na Literatura
Conclusão

 

A proteção contra as radiações eletromagnéticas está em evolução. Atualmente, não se busca apenas a “proteção UV” emitida pela radiação solar. Tem-se amplo conhecimento dos efeitos biológicos da proteção contra a radiação UVA, porém nem tanto em relação aos da proteção contra a UVB, o infravermelho e, até mesmo, a luz azul visível de alta energia (HEV). Sabe-se que as fontes desses comprimentos de onda não são exclusividade do Sol, nem mesmo da exposição direta à radiação solar.

As emissões luminosas de nossos aparelhos pessoais – como smartphones, notebooks e tablets – passaram a ser uma nova ameaça — o que, na verdade, faz com que o termo proteção solar, em qualquer situação, seja unomenclatura inadequada. Mesmo no escuro, após ter cessado nossa exposição direta a essas fontes de radiação, ocorrem danos ao DNA.1

Por essa razão, a proteção solar está presente, praticamente, em todos os produtos cosméticos: desde os cosméticos de cores e cremes faciais até nos de proteção do couro cabeludo e dos cabelos. Os consumidores finalmente entenderam o perigo da superexposição e já conhecem os efeitos indesejáveis do envelhecimento. O efeito prático disso é que está havendo súbito crescimento da demanda por protetores solares em todos os produtos de personal care.

A praticidade e a multifuncionalidade dos produtos cosméticos também são aplicáveis aos com proteção solar. A categoria exclusiva de “protetores solares” já é uma classificação obsoleta e, progressivamente, está sendo substituída por produtos de cuidados com a pele com multibenefícios, como proteção contra poluentes, calor, frio e todos os demais agressores (inclusive o Sol).

Um exemplo concreto disso foi o lançamento no Brasil, em outubro de 2020, do Neutrogena Sun Fresh Derm Care Facial, um creme de textura ultraleve e toque seco, indicado para peles mistas e oleosas, proporciona efeito mate de longa duração, além de controlar a oleosidade por 12 horas. Está disponível nas opções FPS 30 e 70 – a opção FPS 70 oferece as versões com cor (em três tonalidades).2

Outro problema é como deveriam ser denominados esses produtos. Entretanto, não importa a denominação que se queira dar a essa categoria de produtos, o fato é que eles protegem a pele humana contra as radiações eletromagnéticas.

Além desses temas, outros assuntos estão movimentando o segmento de proteção solar. Neste artigo serão feitas referências à nova metodologia para determinar o fototipo da pele, ao desenvolvimento dos métodos alternativos para a determinação de fator de proteção solar, e, complementando, a algumas novidades em estudos publicados recentemente na literatura científica.

 

Fototipos da Pele Expresso pelo ITA°

A classificação dos fototipos cutâneos se refere à classificação da pele de acordo com a suscetibilidade que cada pessoa tem em relação ao bronzeamento e às queimaduras solares quando é exposta à radiação solar.3

Quando a pele é exposta à radiação solar, há aumento da produção de melanina devido ao mecanismo de fotoproteção dos melanócitos. Os melanossomas, que são corpúsculos intracelulares que armazenam melanina, aumentam de tamanho e se agrupam ao redor do núcleo para proteger o material genético da célula.3

O comportamento do organismo quanto à produção de melanina sob o estímulo da radiação UV varia em função de características genéticas. Quanto mais melanina houver na pele, mais resistente esta será à radiação UV. Essa diferença nas quantidades de melanina é denominada fototipo.

A mais difundida classificação dos fototipos foi proposta pelo dermatologista norte-americano Thomas B. Fitzpatrick, em 1976.

Pela classificação de Fitzpatrick, a pele humana tem seis fototipos, variando de pele muito clara (fototipo I) até pele negra (fototipo VI). A presença da eumelanina e de feomelanina é que determina as diferentes colorações de pele. Nas peles morenas e negras (fototipos V e VI), há maior concentração de eumelanina, que protege essas peles da formação de espécies reativas de oxigênio (ERO). Nas peles mais claras (fototipos I, II e III), que contam com maior concentração de feomelanina, há maior potencial para a produção de ERO.4

Criada inicialmente para tipos de pele caucasianos, a classificação de Fitzpatrick usa parâmetros subjetivos em relação ao eritema e às tendências de bronzeamento. Apesar de suas limitações comprovadas, essa classificação continua sendo amplamente utilizada para avaliar a proteção da pele.5

Para solucionar esse problema de subjetividade e criar uma ferramenta de medição mais confiável e universal, foi desenvolvido o individual typology angle ou ângulo tipológico individual, representado por ITA°.

O ITA° é baseado em cálculo no espaço de cores CIELAB (também conhecido como CIE L*a*b*), definido pela International Commission on Illumination (CIE), em 1976. O CIELAB expressa as cores com 3 valores: L*, do preto menos intenso (0) ao branco (100); a*, do verde (-) ao vermelho (+); e b*, do azul (-) ao amarelo (+). O CIELAB foi projetado de modo que a mesma intensidade de alteração numérica nesses valores corresponda a aproximadamente a mesma intensidade de alteração visualmente percebida. Esse é um conceito frequentemente usado para caracterizar a pele.

Há correlações entre o espaço colorido e a pele humana, que são:

 - O valor L* dá informação sobre o eixo preto-branco, a luminosidade/luminância; quanto maior for o valor de L*, mais brilho terá a pele.

- O valor a*, localizado no eixo verde-vermelho, é proporcional ao eritema (microcirculação/vermelhidão da pele). Um valor alto de a* corresponde a maior eritema.

- O valor b*, localizado no eixo azul-amarelo, na literatura, frequentemente descreve a pigmentação.

A partir dos parâmetros CIELAB é possível calcular o ITA°, que matematicamente é representado por:6

ITA° = artang[(L*-50)/b*] x (180/π)

Os modernos instrumentos de medida de cor da pele já vêm programados para expressar a cor no formato ITA°.

O ITA° classifica os tipos de pele em 7 categorias (alguns autores mencionam 6) fisiologicamente diferentes:

- Muito clara (>55°);
- Clara (41° - Intermediária (28° - Bronzeada (10° - Marrom (-30° - Escura (-50° - Muito escura (ITA°<-50°).

A variação ao longo do eixo amarelo-azul (parâmetro b*) e ao longo do eixo mais brilho-menos brilho (parâmetro L*) determina a intensidade da pigmentação da pele. Para uma pessoa com pele mais clara, pode-se esperar que o ITA° tenha um valor positivo superior ao de uma pessoa com fototipo de pele mais escura (Figura 1).6

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Os valores calculados do ITA° refletem a sensibilidade de uma pessoa à radiação UV e, consequentemente, à sensibilidade da pele à exposição ao Sol e a danos à pele, como alterações de pigmentação, câncer e envelhecimento. O ITA° já é uma ferramenta amplamente utilizada para definir objetivamente a cor da pele e para predizer as consequências biológicas da exposição à radiação UV pela pele (quanto mais clara for a pele, maiores serão as consequências). Do ponto de vista prático, isso se traduz em determinar o tipo de proteção e/ou tratamento mais eficaz em tipos de pele específicos. Além disso, existe correlação entre a cor da pele determinada pelo ITA° e o dano ao DNA induzido pela radiação UV, e os maiores níveis de danos ocorrem na pele de cor mais clara.7

Os distúrbios de pigmentação da pele se manifestam como manchas descoloridas, mais escuras ou mais claras que as manchas cutâneas normais. Essas manchas ocorrem quando o organismo produz pouca ou muita melanina.5

 

Métodos Alternativos na Avaliação do FPS

Desde algum tempo, tem-se buscado métodos alternativos para determinar o FPS em substituição ao método descrito na norma ISO 24444:2019. Esse método in vivo usa a radiação UV, que incide sobre a pele protegida e a não protegida, para se obter a dose mínima necessária para a produção de eritema. Essa metodologia, queiram ou não, representa uma agressão à pele dos panelistas de testes.

Os testes atuais de determinação do FPS datam de mais de 50 anos e usam o eritema como desfecho biológico – o dano induzido pela radiação deflagra reações inflamatórias que geram um eritema visível. Na época que esses testes foram introduzidos, a demanda era por FPS muito baixos: 2, 3, 4, etc. Hoje os produtos podem ter FPS 100 ou mais. Portanto, é justificável buscar métodos alternativos aos testes in vivo utilizados atualmente.8

Há algumas décadas cientistas de várias instituições estão trabalhando em busca de métodos que possam substituir o atual descrito pela norma ISO 24444:2019, que ofereçam resultados compatíveis com os obtidos com o método atual. Além disso, esses novos métodos deveriam ser mais facilmente reproduzíveis e fáceis de realizar, e ter boa relação custo/benefício.

Atualmente, ao redor do mundo, dezenas de métodos alternativos estão sendo testados com o objetivo de alcançar os resultados obtidos pelo atual método in vivo.

Métodos in vitro de transmitância estão sendo desenvolvidos na Europa e no Japão. Os dois métodos europeus e o método japonês utilizam placas de PMMA de diferentes rugosidades.

O método em desenvolvimento sob a liderança da Cosmetics Europe (CE) compara resultados in vivo versus in vitro. Esse método utiliza um braço robótico para uniformizar a aplicação do produto-teste às placas de PMMA. Os testes estão sendo realizados em 3 laboratórios.9,10

O outro método europeu, denominado pelo nome não oficial de “Fused Method”, combina diferentes métodos de transmissão in vitro. 16

O método JCIA, que está sendo desenvolvido no Japão, baseia-se na fotoestabilidade dos filtros UV, que são avaliados pelo método in vitro do FPS, principalmente, em formulações de alto FPS.

O método é apresentado como um sistema de medição do espectro de transmissão UV que utiliza um tubo fotomultiplicador de UV, de alta sensibilidade, com a avaliação concomitante do filtro UV.

Foi desenvolvido um algoritmo para estimar o FPS in vitro, que converte a quantidade de transmissão de luz UV, por meio da camada de filtro solar, em eficácia eritematosa relativa cumulativa, para obter a dose mínima necessária para causar o eritema. Assim, o algoritmo usa o mesmo desfecho dos métodos FPS in vivo, porém utilizando um tubo fotomultiplicador como detector em vez da pele. Os valores obtidos mostraram excelente correlação com os valores de FPS in vivo, mesmo para fotoprotetores de FPS alto, acima de 50.11

Há os métodos in silico, que começaram a ser desenvolvidos há cerca de 20 anos. Eles são semelhantes aos métodos de transmitância in vitro, porém utilizam uma película como substrato. Exemplos comerciais desses métodos são o Sunscreen Simulator, da BASF, e o Sunscreen Optimizer, da DSM.12,13

Entretanto, o que parece ser os mais promissores substitutos dos testes in vivo são os testes HDRS, de espectroscopia de reflectância difusa híbrida, que se baseia na espectroscopia de reflectância não invasiva (DRS).

Os testes de espectroscopia de reflectância difusa in vivo se baseiam na emissão de um feixe de radiação na pele, nesse caso, em uma área protegida pelo produto-teste. Nesses testes, parte da energia da radiação é absorvida pela pele e parte é refletida por ela. Outra parte do teste é realizada por transmitância in vitro utilizando um substrato que mimetiza a pele. Daí a denominação de híbrida: parte in vivo, parte in vitro.

O primeiro desses métodos baseados em HDRS, que está sendo desenvolvido nos Estados Unidos, utiliza fonte monocromática. Inicialmente, em 2009, esse método foi apresentado para a determinação do FP-UVA e, posteriormente, em 2014, foi apresentado para a determinação do FPS. Até o momento, centenas de amostras já foram avaliadas por esse sistema. Os valores de FP-UVA e FPS, aparentemente, têm boa correlação com os valores UVA in vitro e in vivo, seguindo as normas ISO 24443 e ISO 24442, e com o padrão-ouro do FPS, a norma ISO 24444, respectivamente.14,15

Um segundo método HDRS utiliza uma fonte policromática, que mede o sinal total do UVA combinando essa medição com uma varredura in vitro do espectro total. A luz difusa refletida é medida por um fotomultiplicador. A relação entre a reflectância difusa com e sem o protetor solar na pele determina a reflectância policromática difusa UVA-FP (PDRS FPUVA0). Esse fator é usado para ajustar a varredura da espectroscopia da UV in vitro do protetor solar (com e sem exposição à radiação UV, para determinar a fotoestabilidade), para calcular o FPS e o FPUVA. O teste é realizado em menor tempo que o método monocromático, pois este tem que fazer a varredura de um comprimento de onda por vez.16

O terceiro método utiliza LED, que é uma fonte multicromática. Esse método ainda está no estágio de pesquisa e desenvolvimento, e seu primeiro protótipo utilizava um LED de 310 nm. Uma das conclusões dos testes com essa versão foi que a medição do FPS poderia ser realizada com doses inferiores à dose eritematosa mínima utilizada nos métodos in vivo.17

A nova versão desse método que está em teste, multi-lambda-LED, usa 8 LEDs distribuídos em 84 canais que cobrem toda a faixa UVB-UVA. O espectro de transmissão é calculado com base na reflectância medida com o filtro solar e na reflectância sem o filtro.18

Para substituir o atual padrão-ouro da norma ISO 24444, ainda vai demorar muito tempo. Os métodos alternativos que estão em desenvolvimento necessitam passar pelo processo de validação, que é um caminho longo. Não se sabe por quanto tempo a pele humana ainda será utilizada para os testes de proteção solar.

 

Pesquisas na Literatura

Comprimentos de ondas Vis e IV
Singer et al. (2019)19 abordaram a necessidade de explorar mais a fundo o estudo de como filtrar comprimentos de onda da luz visível (Vis) e a radiação infravermelho A (IR-A), que podem exercer ação perniciosa sobre a pele, resultando no fotoenvelhecimento da pele e até mesmo induzindo o câncer de pele. Antioxidantes e enzimas reparadoras do DNA devem ser incorporados aos filtros solares para reforçar a proteção da pele antes e após sua exposição ao Sol. Além disso, esses autores abordam a necessidade de se examinar com mais atenção as recentes preocupações com os impactos negativos que certos filtros UV exercem no meio ambiente, como a degradação dos corais.3

Fator de proteção do DNA
Josse et al. (2020)20 recentemente publicaram um método para determinar o fator de proteção do DNA em produtos protetores solares. Os autores afirmam que a radiação UV solar é facilmente absorvida pelo DNA e dispara a formação de fotoprodutos de pirimidina dimérica, como dímeros de pirimidina ciclobutano (CPDs). O estudo desses autores (ainda em andamento) parece concentrar-se na capacidade de certos produtos reduzirem esse efeito biológico negativo.

Booster do carbonato de cálcio
Recente patente21 obtida pela empresa Omya International descreve um carbonato de cálcio dotado da capacidade de reforçar a eficácia da proteção solar. Trata-se de uma composição que fornece proteção contra UVA e/ou UVB e é composta de, pelo menos, um filtro UV inorgânico e um carbonato de cálcio de superfície. Ao adicionar esse carbonato de cálcio, os inventores afirmam que é possível reduzir a quantidade de filtro de UV inorgânico necessário para atingir o FPS desejado. Destacam, também, que essa é uma vantagem nos casos em que haja um filtro UV inorgânico nanodimensionado, pois a quantidade de nanomateriais que podem estar presentes em produtos cosméticos está regulamentada e é limitada em muitos países.

Biocompatíveis e biodegradáveis
O trabalho conduzido por Yoo et al. (2020)22 visou abordar a segurança e as limitações cosméticas dos materiais de proteção solar atualmente existentes. Esse trabalho explica o desenvolvimento de “filtros solares biocompatíveis e biodegradáveis por simples síntese de nanopartículas de organossílica (o-SNPs) com temas fenílicos autoencapsulados, usando precursores de fenilsilano”. Nesse trabalho, a estrutura física desses materiais é controlada para que estes sejam suficientemente grandes para refletir o UVA, mas suficientemente pequenos para não serem percebidos na pele.

Segundo os autores, esses materiais geram uma quantidade desprezível de ERO durante a exposição da pele à radiação UV e aderem às camadas mais externas da pele, sem penetrá-la.

Benefícios de ceramidas na proteção UV
Estudo de Dumbuya et al. (2021),23 pesquisadores do L’Oréal Research and Innovation, Clark NJ, EUA, diz que o tratamento de pele que inclua um hidratante e um protetor solar formulado com ceramidas pode ajudar a proteger a pele contra danos induzidos pela radiação UV, na barreira cutânea, e aumentar a saúde dessa barreira contra a exposição crônica ao Sol.

A barreira da pele é responsável por filtrar 60-70% da radiação UVB. O componente crítico da barreira da pele são as ceramidas, as quais chegam a representar quase 50% dos lipídeos presentes no interior dessa barreira.

O estudo clínico realizado por esses autores avaliou o impacto, na pele, da exposição da barreira cutânea ao UV, usando uma dose equivalente a cerca de 2 horas de exposição à radiação UV, durante um dia de verão na cidade de Nova York.

Foram avaliadas as seguintes zonas de teste: 1) pele não tratada, não exposta ao UV; 2) pele não tratada, exposta à radiação UV; e 3) pele tratada com um filtro solar contendo ceramidas e hidrante.

O estudo concluiu que as células da barreira da pele da zona exposta à radiação UV e não tratada estava significativamente danificada. Entretanto, as células da barreira cutânea da área exposta à radiação UV que tinha sido tratada com filtro solar contendo ceramidas e hidratante estava preservada, e mimetizou as células da barreira cutâneas das áreas que não foram expostas à radiação UV – reforçando a importância da rotina de skin care com ceramidas.

Os achados do estudo clínico reforçam os benefícios dos produtos contendo ceramidas no auxílio à proteção contra os danos induzidos na barreira cutânea pela radiação UV, o que pode contribuir para condições de barreira comprometida, como no caso do eczema.

 

Conclusão

Custa a acreditar que tudo começou com o uso do clássico unguento de ZnO para proteger a pele do nariz, na praia, no verão, como proteção física das queimaduras solares. Depois de alguns anos, a indústria passou a usar filtros solares inorgânicos que refletem principalmente os raios UVA e absorvem a faixa dos UVB.

Mas a indústria de proteção solar caminha a passos largos. Quando os filtros físicos brancos e visíveis passaram a ser esteticamente indesejáveis, os especialistas de pesquisa e desenvolvimento descobriram que, reduzindo o volume das partículas de TiO2 e ZnO para as dimensões micro e nano, elas se tornavam visual e esteticamente imperceptíveis.

Surgiram os filtros orgânicos. No início, eles eram usados isoladamente, sem seguida em misturas. No estágio seguinte, começaram a ser feitas mistura de filtros orgânicos com inorgânicos para alcançar maior eficácia em diferentes comprimentos de onda.

Atualmente, estamos enfrentando problemas de estabilidade com os filtros orgânicos, criando a necessidade por ingredientes que mantenham a fotoestabilidade e dirimindo dúvidas sobre seus possíveis efeitos potencialmente sensibilizantes. Os filtros inorgânicos também foram investigados em relação a problemas de estabilidade e segurança.

Outra verdade é que todo o espectro eletromagnético foi questionado, como: Que efeitos cada comprimento de onda causa no organismo humano? Quais são os efeitos mais danosos? Quais são os efeitos dos comprimentos de onda periféricos? Em outras palavras, o infravermelho e a luz visível de alta energia devem ser fonte de preocupação? E quais fontes de luz alternativas, por exemplo, dispositivos/aparelhos pessoais emissores de luz azul, devem ser investigados?

Os efeitos biológicos positivos da exposição do ser humano ao Sol também estão sendo estudados e, dentro desse tema, estão sendo investigados os possíveis efeitos negativos de limitar o excesso de exposição das pessoas aos raios UV. A produção de vitamina D pelo organismo, por exemplo, tornou-se o foco e a principal preocupação desses estudos. Mais recentemente, começaram a ser examinadas conexões entre a radiação UV e o microbioma da pele.24 Uma vez que ambos podem modular a resposta imunológica, será que um poderia ajudar ou prejudicar o outro?

Como estamos vendo, é um segmento que tem muitas perguntas a serem respondidas.

Mas a multifuncionalidade não deixa dúvidas quanto à importância dos filtros solares na vida dos consumidores. Outro fato é o crescimento do mercado de filtros solares, que, pela sua multiplicidade de usos, deixou de ser um produto de uso exclusivamente nos dias de verão, na praia. Isso faz com que o mercado de produtos de proteção solar tenha crescimento anual acumulado projetado de 5,8% no período de 2015 a 2024, quando se espera que alcance o faturamento de US$ 25 bilhões em todo o mundo.25

 

Hamilton dos Santos é engenheiro químico e editor da revista Cosmetics & Toiletries Brasil, São Paulo SP, Brasil.

 

 

Este artigo foi publicado na revista Cosmetics & Toiletries (Brasil), 33(5): 20-25, 2021.