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Ciências Biofarmacêuticas, Biomed Biopharm Res., 2022; 19(1):168-180

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Cymbopogon citratus (DC.) Stapf óleo essencial: Desvendando potenciais benefícios na pele humana

Sérgio Faloni de Andrade 1, Eucinário José Pinheiro 1, Catarina Pereira-Leite 1,2, Maria do Céu Costa 1,2, Ana Cristina Figueiredo 3, Luis Monteiro Rodrigues 1*

1CBIOS - Research Center for Biosciences and Health Technologies, Universidade Lusófona de Humanidades e Tecnologias, Lisboa, Portugal; 2LAQV, REQUIMTE, Departamento de Ciências Químicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Porto, Portugal); 3Centro de Estudos do Ambiente e do Mar (CESAM Ciências), Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), Biotecnologia Vegetal (BV), Departamento de Biologia Vegetal (DBV), Lisboa, Portugal

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Resumo

O óleo essencial de Cymbopogon citratus (DC.) Stapf é amplamente utilizado para a produção de fragrâncias, cosméticos e detergentes. Entretanto, não há informações sobre os efeitos de formulações contendo óleo essencial de C. citratus (EOCC) na pele humana. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da formulação contendo EOCC na fisiologia da pele humana. O estudo envolveu participantes de ambos os sexos (n=12). Duas áreas (3 cm x 3 cm) foram desenhadas em ambos os antebraços. Uma área escolhida aleatoriamente foi tratada durante 14 dias, 2 vezes/dia com gel de ácido poliacrílico contendo 5% de EOCC e a outra foi utilizada como controlo durante o mesmo período de tempo. Foram medidas perdas de água transepidérmica (PTEA), hidratação, lípidos epidérmicos, e biomecânica (D0 e D14). Foram também obtidas imagens de sonografia de alta resolução. Os resultados revelaram uma diminuição significativa na PTEA, um aumento significativo na hidratação, firmeza e elasticidade, e uma diminuição nos lípidos, nas áreas tratadas com EOCC. A sonografia mostrou um aumento da ecogenicidade da epiderme após a aplicação da formulação, indicando que o óleo essencial penetra apenas as camadas mais superficiais da pele. Os resultados também sugerem que as formulações contendo EOCC são seguras para aplicação tópica e podem melhorar e proteger a pele humana.

 

Palavras-chave: Cymbopogon citratus, óleo essencial, citral, capim-limão, erva-príncipe

Recebido: 05/05/2022; Aceite: 09/06/2022

Introducão

Actualmente, existe um grande interesse em produtos naturais que possam beneficiar a fisiologia da pele humana. Muitos óleos essenciais têm sido apontados como potencialmente interessantes, combinando efeitos benéficos sobre a pele ao mesmo tempo que proporcionam características organolépticas agradáveis às formulações. Além disso, muitos destes têm sido utilizados na medicina tradicional há mais de 5.000 anos com muitos propósitos - anti-inflamatórios, analgésicos, antifúngicos, antimicrobianos, antioxidantes (1,2) também para prevenir o envelhecimento da pele (3,4). Devido à sua característica lipídica, estes podem ser interessantes para o tratamento da xerose cutânea, uma condição comum nos idosos caracterizada por uma pele excessivamente seca resultante de um desequilíbrio de lípidos na camada mais superficial da pele (5,6).

No entanto, existem incertezas sobre a segurança destes produtos, uma vez que foram relatadas irritações, sensibilidade e dermatites de contacto na pele humana (7-9). É importante salientar que a maioria dos estudos de eficácia e segurança sobre a aplicação de óleos essenciais na pele foram realizados in vitro (utilizando linhas de células cutâneas) ou em modelos animais, utilizando múltiplas metodologias difíceis de comparar ou extrapolar para o ser humano. Assim, a escassez de estudos sobre seres humanos limita a potencial utilização de óleos essenciais como agentes fitoterapêuticos eficazes e seguros. Isto significa também que são necessários mais estudos para verificar a eficácia e a segurança destes produtos (3,10).

Cymbopogon citratus (DC.) Stapf, comumente conhecida como capim-limão, é uma importante planta medicinal cultivada em diferentes regiões do mundo, incluindo Portugal. O seu óleo essencial, cuja substância principal é o monoterpeno citral, é amplamente utilizado para produzir fragrâncias, cosméticos, detergentes, e produtos farmacêuticos (11,12). No entanto, não existe informação científica em os efeitos das formulações contendo óleo essencial de C. citrato (EOCC) na pele humana. Por conseguinte, o objetivo deste estudo era avaliar os efeitos de uma formulação contendo EOCC sobre a fisiologia da pele de voluntários saudáveis.

Material e Métodos

Formulação

O óleo essencial obtido das partes aéreas de Cymbopogon citratus foi fornecido pela Empresa "Cantinho das Aromáticas" (Lisboa,Portugal). A composição quantitativa do gel contendo EOCC é apresentada na Tabela 1. Para obtenção do gel foi feita uma mistura de EOCC, glicerina (José M. Vaz Pereira, Benavente, Portugal), etilenodiaminotetraacetato dissódico (Saninter, Lisboa, Portugal) e solução conservante de parabenos, à base de metilparabeno (6% m/m, AppliChem GmbH, Darmstadt, Alemanha) e propilparabeno (3% m/m, José M. Vaz Pereira, Benavente, Portugal) em propilenoglicol (LABCHEM, Santo Antão do Tojal, Portugal). O polímero (Carbopol® 940, José M. Vaz Pereira, Benavente, Portugal) foi disperso em água destilada e após intumescimento deste foi adicionado a mistura previamente preparada e adicionado trietanolamina (José M. Vaz Pereira, Benavente, Portugal) sob agitação até obter um gel viscoso e homogéneo com valor de pH de 4,6 ± 0,1. Um gel controlo, sem EOCC, foi preparado de forma semelhante sem a adição do óleo essencial.

Caracterização química

O óleo essencial foi caracterizado por Cromatografia Gasosa (GC) e Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massa (GC/MS). A análise por cromatografia gasosa (GC) foi realizada usando um cromatógrafo a gás Perkin Elmer Clarus 400 equipado com dois detectores de ionização de chama (FID), um injetor split-splitless (razão de split de 1:40) e sistema de processamento de dados. Foram utilizadas duas colunas de diferentes polaridades: i) Coluna capilar DB-1 de sílica fundida revestida com 100% polidimetilsiloxano [(30 m x 0,25 mm, 0,25 μm de espessura); J & W Scientific Inc., Rancho Cordova, CA, EUA]; ii) Coluna capilar de sílica fundida DB-7HT revestida com fenilmetilsilicone [(50% fenil)-metilpolissiloxano, 30 m x 0,25 mm, 0,15 μm de espessura) J&W Scientific Inc.]. A temperatura do forno foi programada para subir de 45°C para 175°C a 3°C/min, e posteriormente a 15°C/min até 300°C. Uma vez atingidos 300°C, a temperatura foi mantida isotérmica por 10 min, totalizando um tempo de corrida de 61 min. Hidrogênio foi usado como gás de arraste ajustado a uma velocidade linear de 30 cm/s. As temperaturas do injetor e do detector foram mantidas em 280°C e 290°C, respectivamente. O volume de injeção do óleo essencial foi de 0,01µL. A composição percentual do óleo essencial foi determinada pelo método de normalização, sem uso de fatores de correção, conforme ISO 7609. Os valores apresentados correspondem ao valor médio de duas injeções.

A análise por GC-MS foi realizada utilizando um espectrômetro de massa Clarus 600T equipado com uma coluna de sílica fundida DB-1 [(100% polidimetilsiloxano, 30 m x 0,25 mm, 0,25 μm de espessura) J & W Scientific Inc.] conectado ao Perkin-Elmer Turbomass (versão do programa 5.4.2.1617, Perkin Elmer, Shelton, CT, EUA). A temperatura do forno foi programada de 45°C a 175°C, em incrementos de 3°C/min, e posteriormente a 15°C/min até 300°C. Ao atingir 300°C, a temperatura foi mantida isotérmica por 10 min. Temperatura do injetor e da linha de transferência foi de 280°C e a temperatura da câmara de ionização de 220°C. Gás Hélio foi usado como gás de arraste ajustado a uma velocidade linear de 30 cm/s, com uma razão de compartilhamento de fluxo 1:40. A energia de ionização foi 70 eV, corrente de ionização 60 μA, recolhida num intervalo de massa de 40-300 a.m.u. com um tempo de varredura de 1 s. A identidade dos compostos foi determinada comparando suas taxas de retenção, em relação às dos n-alcanos e espectros de massa, com padrões sintetizados no laboratório, padrões comerciais e por comparação com uma biblioteca de espectros de massa também desenvolvida no laboratório.

Desenho experimental

O estudo foi realizado com 12 participantes saudáveis (8 mulheres e 4 homens; idade média de 36,2 ± 16,3 anos) sem doenças de pele ou outras doenças sistêmicas. Os voluntários receberam uma explicação detalhada do estudo e forneceram consentimento informado por escrito. Todos os procedimentos respeitaram os princípios de boa prática clínica da Declaração de Helsínquia e respetivas alterações (13) e foram aprovados pela Comissão de Ética (aprovação n.º 04/13).

A tolerância dermatológica da formulação a testar foi previamente avaliada por teste de contacto aberto (open test) (14) durante 24 horas.

Para os testes in vivo, foram desenhadas duas áreas (3 cm x 3 cm) no mesmo antebraço dos voluntários e as aplicações foram feitas de forma randomizada. O ensaio foi desenhado para 14 dias com aplicações padronizadas (0,1 mL da formulação) usando uma seringa 2 vezes ao dia (manhã e noite) no domicílio dos voluntários. Numa área a formulação contendo EOCC foi aplicada enquanto na outra área apenas o gel de controlo (sem EOCC). O estudo foi feito de modo mono-cego.

As funções cutâneas foram avaliadas antes da aplicação dos produtos (D0) e no final do ensaio (D15) envolvendo a medição da perda transepidérmica de água (TEWL, Tewameter® CK electronics, Alemanha) uma medida da “barreira” epidémica (15), a hidratação superficial e profunda da epiderme (Moisturemeter SC e Moisturemeter® Dtec, Finlândia) (16), o comportamento biomecânico da pele (Cutiscan® CK electronics, Alemanha) expresso em termos de firmeza (V1) e elasticidade (V3) (17) e a avaliação dos lipídeos cutâneos (Sebumeter SM 815, CK electronics, Alemanha) (18). Imagens de ultrassonografia de alta resolução (HRS, DermaScan C Cortex Twechnology, Dinamarca) foram obtidas em D0 e D15). As imagens coloridas foram convertidas em imagens em escala de cinza para posterior análise e processamento usando o Software ImageJ® (NIH, Bethesda, Maryland, EUA) (19). Todos os dados foram obtidos em ambiente com umidade e temperatura controlada (umidade ~ 50%, temperatura 21 ± 2°C) e os participantes foram aclimatados por pelo menos 30 minutos antes de iniciar o procedimento. e analisadas usando Image J® Software (NIH, Bethesda, Maryland, USA) (19). Todos os dados foram obtidos em ambiente com humidade e temperatura controladas (humidade ~ 50%, temperatura 21 ± 2 °C) e os participantes foram aclimatados por pelo menos 30 min antes de iniciar o procedimento. Durante o período do estudo, os sujeitos foram orientados a não aplicar detergentes, emolientes, hidratantes ou quaisquer cosméticos nos braços.

Estatística

Os dados foram relatados como média ± erro padrão da média (SEM) e comparados pelo teste de Mann-Whitney usando o software GraphPadPrism 5® (GraphPad Software, San Diego, CA, EUA). Um valor de p <0,05 foi considerado significativo.

Resultados

A análise cromatográfica do EOCC permitiu identificar 24 compostos, os quais constituem 96,1% do óleo total. Os principais componentes identificados no óleo essencial foram geranial (trans-citral) (42,3%) e neral (cis-citral) (33,2%). Estes dados estão resumidos na Tabela 2.

O teste aberto de tolerância da pele revelou que a formulação contendo EOCC foi bem tolerada e não foram observados sinais de irritação, como eritema, ressecamento, edema ou prurido. Além disso, não foram observados sinais de irritação durante os 14 dias de tratamento.

Relativamente aos parâmetros cutâneos, no local tratado com a formulação contendo EOCC observou-se uma diminuição significativa em TEWL, bem como um aumento significativo na hidratação superficial e profunda da epiderme e uma diminuição dos lípidos da pele (Tabela 3). Os parâmetros biomecânicos da pele revelaram um aumento em V1 (firmeza) e V3 (elasticidade) (Tabela 4).

A Sonografia de Alta Resolução mostrou que a epiderme era mais ecogénica após a aplicação da formulação EOCC, sugerindo que o óleo essencial penetra nas camadas mais superficiais da pele (Tabela 5, Figura 1).

Discussão

Neste estudo, investigámos os efeitos do óleo essencial de C. citratus (EOCC) na fisiologia da pele tendo em mente o seu potencial interesse para utilização em formulações de cuidados com a pele. Foi relatado que o EOCC tem vários efeitos benéficos tais como anti-inflamatório tópico, antifúngico (20), ansiolítico (21), anti-úlcera (22), e anti-hipertensivo (23). O principal componente do EOCC é o monoterpeno citral que pode ser encontrado em duas formas isoméricas (cis, conhecido como neral; ou trans, conhecido como geranial) (11, 24) e ao qual foi atribuída a maioria dos efeitos benéficos do EOCC (25). A análise química do óleo essencial utilizado neste trabalho revelou, na sua composição, sobretudo citral. Lulekal et al. (26) não reportaram qualquer efeito irritante na pele e nenhuma toxicidade sistémica quando uma formulação contendo 10% de EOCC foi administrada a ratos, sugerindo que este óleo essencial tem um bom perfil de segurança. Avaliámos a segurança da nossa formulação na pele humana, que continha uma menor concentração de EOCC, através da metodologia do "teste aberto". Não foram observados sinais de irritação ou toxicidade após a aplicação, o que permitiu a continuação do protocolo de eficácia experimental.

Nossos resultados mostraram que a aplicação da formulação contendo EOCC aumentou significativamente a hidratação superficial e profunda da epiderme (p<0,05 e p<0,01, respectivamente) e reduziu a perda de água transepidérmica (TEWL) (p<0,05). A água é essencial para a funcionalidade normal da pele, especialmente para a sua camada mais externa, o stratum corneum (SC). A retenção de água na SC está dependente da presença de dois factores principais (1) substâncias higroscópicas naturais colectivamente referidas como factores hidratantes naturais (NMFs), e (2) lípidos intercelulares organizados para formar uma barreira que previne a perda de água transepidérmica (PTEA) (27). É necessária uma hidratação suficiente da epiderme para a maturação adequada da SC e peeling fisiológico da pele. Assim, se o conteúdo de água na epiderme cair abaixo de um nível crítico, as funções enzimáticas necessárias para o peeling fisiológico são prejudicadas, e ocorre uma adesão excessiva dos corneócitos com a sua acumulação na superfície da pele. Este processo leva ao aparecimento de pele seca, áspera e descamação da pele (28). A correlação inversa entre a PTEA e a hidratação cutânea foi bem demonstrada, uma vez que níveis mais elevados de PTEA, um marcador da função de barreira cutânea, estão frequentemente correlacionados com um menor teor de água no SC (29). Assim, os resultados relativos à PTEA e à hidratação sugerem que a formulação contendo EOCC melhora o equilíbrio da água na pele, entre outros factores, aumentando a função de barreira da pele levando à diminuição da TEWL e aumentando o conteúdo de água da epiderme.

A análise de imagem proporcionada pela Sonografia de Alta Resolução mostrou que a formulação contendo EOCC aumenta significativamente a ecogenicidade da epiderme (p<0,05), sugerindo que a formulação é retida principalmente nesta camada da pele, o que corrobora a evidência de que o óleo essencial pelo seu carácter lipídico poderia combinar-se com os lípidos do SC e aumentar a integridade desta estrutura, proporcionando assim uma maior integridade da barreira com uma consequente diminuição do PTEA. Além disso, a permanência do óleo na camada epidérmica evidencia a sua segurança, uma vez que os seus efeitos ficariam restritos à pele. Resultados semelhantes foram recentemente descritos pelo nosso grupo de investigação com formulações contendo óleos essenciais de Lavandula angustifolia Mill. (Lavandula) e Salvia officinalis L. (Sage) (30).

As propriedades biomecânicas da pele foram avaliadas através do CutiScan®. Foram observados a diminuição significativa dos valores de V1 (p<0,05) e aumento siginificativo dos valores de V3 (p<0,05) no sítio exposto à formulação contendo EOCC. V1 está relacionado com a firmeza e parece indicar a capacidade da pele de resistir ao deslocamento; quanto mais firme é a pele, mais baixa é a V1. V3 tem estado relacionado com a capacidade da pele de resistir ao deslocamento versus a sua capacidade de voltar à sua posição original; quanto mais alto o V3, melhor a elasticidade (17,31). A firmeza da pele está relacionada com a capacidade de alongamento das fibras elásticas e de colagénio e é inversamente proporcional à sua espessura e rigidez (32). A elasticidade é considerada um indicador de idade e saúde geral da pele (33) e está também relacionada com o conteúdo das fibras de colagénio e elastina (34,35). Assim, os nossos resultados sugerem que a aplicação da formulação contendo EOCC é capaz de favorecer a acumulação destas fibras proteicas na pele e melhorar as suas características biomecânicas.

Finalmente, o uso repetido da formulação não aumentou o conteúdo lipídico da superfície epidérmica. No entanto, é possível especular sobre o potencial aumento destes compostos na coesão epidérmica, como sugerido pelos efeitos previamente detectados (30,36). Mas mesmo assim, parece haver uma diminuição consistente no teor de lípidos epidérmicos (p < 0,05) após exposição repetida à formulação contendo EOCC. Este aspecto adicional reforçaria o interesse na utilização destes compostos em produtos para a saúde da pele (37).

Agradecimentos

Este trabalho é financiado por fundos nacionais através da FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia, I.P., no âmbito dos projetos UIDB/04567/2020, UIDP/04567/2020 e UIDP/50017/2020+UIDB/50017/2020+LA/P/0094/2020.

Declaração de contribuições dos autores

SFA, EP, MCC, LMR planejaram e realizaram experimentos; CPL preparou as formulações; ACF realizou as análises cromatográficas; SFA e LMR redigiram e corrigiram o manuscrito.

Conflito de interesses

Os editores envolvidos na autoria deste manuscrito não participaram do processo de revisão ou decisão. Todos os autores afirmam que não existem relações financeiras e/ou pessoais que possam representar um potencial conflito de interesses.

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