Papel Protetor dos Silanóis

Silanóis: Química e Cosmetologia 
Ação Antirradicais dos Silanóis e Modo de Ação 
Macrófagos Cultivados como Modelo de Estudo 
Fibroblastos Humanos: Aplicação do Método de Marcação de Spin 
Método Bioquímico: Avaliação da Atividade da Desidrogenase Láctica (DHL) 
Conclusão 

 

O papel dos radicais livres nos fenômenos biológicos somente foi demonstrado há poucos anos. São espécies químicas instáveis dotadas de extrema reatividade e potencialmente tóxicas. Os radicais livres são responsáveis pela deterioração dos tecidos, pela alteração do DNA e do sistema imune. 

Como os radicais livres são produzidos in vivo em condições normais, existem numerosos parâmetros, por exemplo, os raios ultravioleta, que podem aumentar sua formação.

A importância dos radicais livres como o superrradical O₂ que surge de numerosas reações biológicas⁽¹⁾ e os meios que dispõe o organismo para sua defesa⁽²⁾ foram apresentados recentemente. 

Assim, o organismo é naturalmente protegido desses radicais por sistemas de neutralização enzimática (glutation, peroxidase, superóxido dismutase) ou químicos (vitaminas C, A, E). Sobre os tecidos em particular, a diminuição destas proteções determina um acúmulo dos radicais livres que podem exercer seus efeitos nocivos. 

A nível celular, a peroxidação de ácidos graxos poli-insaturados dos fosfolipídeos de membrana provoca a formação de peróxidos citotóxicos que desempenham um papel nos fenômenos inflamatórios, alérgicos e as agressões citotóxicas. 

Observaram-se também degradações dos principais constituintes do meio extracelular, induzindo uma modificação da permeabilidade e da estrutura dos tecidos, essencialmente na pele. Estas alterações contribuem para a senilidade cutânea.⁽¹⁴⁾ 

Para combater estes radicais livres ou seus efeitos nocivos, várias soluções podem ser aventadas: 

• evitar sua formação, 
• neutralizar o radical formado, 
• melhorar as proteções do organismo. 

Vários métodos físico-químicos nos permitem seguir a ação antirradical de um produto. 

Fazemos aqui uma revisão, focalizando este estudo numa categoria de princípios ativos: os silanóis, cuja ação antirradical foi evidenciada por Loeper(^8.9), mediante estudo de um ateroma experimental em coelhos. 

 

Silanóis: Química e Cosmetologia 

Os silanóis formam parte dos compostos orgânicos do silício. Caracterizam-se por um encadeamento de átomos SiCOH ou COSIOH, e estão protegidos dos fenômenos de policondensação que os transformariam em polímeros, polisiloxanos ou silicones inativos.

Dois tipos de ligações de natureza diferente caracterizam os silanóis: 

• ligações diretas do tipo "alcoxilano" 
• ligações do tipo "hidrogênio”.⁽³⁾ 

É difícil definir experimentalmente a proporção de uma destas formas em comparação com a outra. 

A fórmula apresentada mostra a imagem de uma molécula em um momento definido; a estrutura se chama dinâmica. A ligação de hidrogênio que se situa no terceiro átomo de silício poderia estar presente em outro sítio e seria, assim, substituído por união direta. (figura 1). 

As ligações são instáveis e se chamam "lábeis", pois os intercâmbios se estabelecem rapidamente. São sítios de intercâmbios permanentes. 

Estas moléculas se chamam silanóis por analogia aos álcoois, pois apresentam as mesmas funções de OH. 

No final da cadeia, existem grupos hidroxílicos que estabelecem facilmente ligações de “hidrogênio" com meio ambiente. 

O silício é um elemento indispensável à sobrevivência dos indivíduos;⁽⁴⁾ participa diretamente da estrutura dos tecidos conjuntivos e os silanóis são normalizadores do metabolismo celular e, por isto, são de interesse da cosmetologia.^(5,6,7) 

 

Ação Antirradicais dos Silanóis e Modo de Ação 

Os primeiros trabalhos realizados sobre este tema foram efetuados por Loeper,^(8,9) quando empreendia um estudo de ateromas experimentais em coelhos. 

Os coelhos se tornaram ateromatosos por um regime enriquecido em colesterol. Nestes coelhos, o malonil dialdeído (MDA), considerado como um índice de peroxidação lipídica, aumenta no soro e especialmente no tecido aórtico. 

A adesão ao regime aterógeno de silício orgânico exerce uma ação significativa reduzindo as taxas de ácidos graxos insaturados e de MDA. 

Porém, atualmente, a quantificação do MDA parece ser questionada, porque não seria nem específica, nem representativa do fenômeno antirradicais. Outras substâncias interferem e falseiam as quantificações.⁽¹⁰⁾ 

Empreendemos uma série de estudos in vitro para verificar a ação antirradical dos silanóis, e também para esclarecer o modo de ação desta categoria de produtos. 

 

Macrófagos Cultivados como Modelo de Estudo 

Os macrófagos possuem todo o sistema enzimático necessário para fabricar os radicais livres. 

Utilizaram-se macrófagos peritoneais de rato "swiss". Os íons superóxidos e peróxidos de hidrogênio produzidos pelos macrófagos são detectados e avaliados quantitativamente por uma técnica de quimiofluorescência. Ao se colocar luminol (5-amino-2,3-dihidro-1,4-ftalazinediona) no meio de incubação com os radicais, ele se oxida, liberando um fóton que é detectado a 425 nm. 

Os resultados são expressos em milivolts, porém, podem-se traduzir em porcentagem de inibição ou de ativação da formação de radicais livres. 

Testamos três produtos (Tabela 1): 

• um placebo, 

• um silanol: o manuronato de monometilsilanetriol, “MMS",
• o ácido manurônico.

O tempo de latência é o tempo necessário para a liberação dos radicais livres no meio. 

O placebo não apresenta naturalmente qualquer inibição, ou inativação que sirva de referência. Seu tempo de latência é de 42 segundos. 

O ácido manurônico, não ligado ao sinanol, inibe a formação de radicais livres de maneira notável (47,6%). 

O MMS tem uma inibição ainda mais importante (54,9%). 

Os tempos de latência estão respectivamente atrasados de 20 a 30 segundos; ocorre, assim, um efeito sobre o metabolismo dos macrófagos. 

No quadro deste primeiro estudo, não se pode precisar a origem desta inibição. Podem-se emitir duas hipóteses: 

1. Efeito antirradicais direto dos silanóis (tipo selênio, tocoferol), pouco provável. 
2. Efeito indireto: por inibição metabólica. 

Depois de termos trabalhado sobre um tipo de célula com função específica (os macrófagos), quisemos verificar esta propriedade sobre fibroblastos humanos. 

 

Fibroblastos Humanos: Aplicação do Método de Marcação de Spin 

A ressonância paramagnética eletrônica (RPE) permite medir o número de elétrons não fixados em uma molécula, graças ao estudo de orientação dos spins eletrônicos. Esta análise nos dá ideia do estado de organização da membrana celular: é uma técnica amplamente utilizada para fornecer informações de estrutura e de ordem das membranas biológicas.⁽¹¹⁾ 

Os resultados da interpretação dos espectros nos dão uma noção de ordem ou de desordem, de “rigidez" ou de "fluidez", que convém definir. O aumento da desordem e da "fluidez", da estrutura de membrana ocorrem conjuntamente. 

Os espectros dos marcadores obtidos permitem uma interpretação quantitativa fundada sobre um parâmetro de ordem introduzido por Seeling e Hubbel e Mc Connel.⁽¹²⁾ Assim, um aumento do parâmetro de ordem corresponde a uma "rigidez" acrescentada da estrutura de membrana dos fibroblastos.⁽¹³⁾ As células serão, assim, mais resistentes. 

O teste foi realizado com fibroblastos humanos extraídos a partir de fragmentos de pele depois de ter si do retirado o tecido subcutâneo (Tabela 2). 

Utilizam-se, respectivamente, dois lotes de silanóis, quantificados a 3 e 30 mg/l de silício. 

O marcador de spin, o ácido 5-doxil esteárico, permite, por RPE, medir os parâmetros de ordem. 

No meio de cultivo, os silanóis determinam um aumento dos parâmetros de ordem, e assim, um aumento da rigidez da membrana dos fibroblastos. Isto pode explicar porque as células se tornam mais resistentes aos ataques dos radicais livres.

 

Método Bioquímico: Avaliação da Atividade da Desidrogenase Láctica (DHL) 

A desidrogenase láctica é um marcador de ruptura da membrana celular. Quando os fibroblastos morrem, a membrana libera no ambiente seu conteúdo e, em particular a DHL. Por isso a quantificação da DHL é um bom marcador de morte celular. 

Este teste é realizado sobre cultivo de fibroblastos humanos, expostos ou não a radicais livres, na presença ou não de silanóis. 

A atividade da DHL é avaliada por um método cinético em UV clássico. 

Segundo os resultados obtidos, os silanóis apresentam uma notável proteção dos fibroblastos contra uma lise espontânea (tabela 3).

 

Esta análise bioquímica tende a confirmar a hipótese anteriormente aventada depois do estudo por ressonância paramagnética eletrônica. 

Os silanóis participam ativamente da reorganização dos lipídios de membrana e, assim, tornam a membra na celular mais resistente ao ataque nocivo dos radicais livres.

 

Conclusão 

O modo de ação antirradical dos silanóis é muito diferente ao dos anteriormente apresentados em evidência pelos antirradicais livres conhecidos. 

O papel protetor dos silanóis frente aos lipídios da membrana celular consiste em reorganizar estes lipídios e em tornar a membrana mais resistente aos ataques dos radicais livres. 

Este novo dado não poderá ser esquecido pelos químicos cosméticos quando tiverem formulações com substâncias ativas atuando contra os radicais livres e seus efeitos. 

Nas formulações de produtos cosméticos antienvelhecimento, podem-se prover três tipos de ações: 

• Proteção por filtros solares reduzirá a formação de radicais livres, 

• Derivados do selênio permitirão uma neutralização enzimática, e os antioxidantes, uma proteção química, 

• Reestruturando as membranas, os silanóis desempenham uma papel de protetor celular frente aos ataques de radicais livres citotóxicos, fator de envelhecimento cutâneo.

 

Este trabalho foi apresentado no IV Congreso Nacional de Cosméticos, organizado pela Sociedad de Quimicos Cosmetólogos de México, 17/20 de maio de 1990. 

 

Este artigo foi publicado na revista Cosmetics & Toiletries (Edição em Português), 2(5): 52-54, 1990.