Departamento de Química ESTUDO DA COMPOSIÇÃO MINERAL DO CABELO RELACIONADA AO USO DE TRATAMENTOS ESTÉTICOS Alunos: Julia N. P. Nogueira Orientadora: Tatiana D. Saint’Pierre Introdução A exposição demasiada de consumidores e profissionais a produtos estéticos para cabelos, como tonalizantes e alisantes, vem gerando uma crescente preocupação com os possíveis efeitos causados por substâncias nocivas à saúde contidas nestes produtos, inclusive elementos tóxicos. Vários elementos químicos são naturalmente presentes no corpo, enquanto outros podem ser tóxicos mesmo em concentrações muito baixas e podem ser introduzidos no organismo por alguma contaminação, seja através de alimentos, medicamentos, do ambiente ou contato com produtos industrializados. Mesmo elementos essenciais, quando presentes em excesso no organismo também podem causar doenças. Efeitos do excesso ou deficiência de alguns elementos químicos estão apresentados na tabela 1. Elementos químicos são excretados através dos fluidos corporais, cabelos e unhas. Portanto, uma forma de avaliar os níveis de concentração de elementos no organismo é utilizar os próprios materiais biológicos. Para tanto, amostras de cabelo são muito convenientes, uma vez que os cabelos são uma via comum de eliminação de metais, é uma amostra facilmente coletada e armazenada, e que fornece informações sobre a saúde, a dieta, o uso de medicamentos e suplementos ingeridos pelo paciente e até mesmo eventuais exposições a elementos tóxicos. A análise da composição elementar de cabelo é chamada de mineralograma capilar, um exame laboratorial complementar que utiliza uma mecha de cabelo como amostra. Na medicina ortomolecular, esse exame permite estabelecer taxas individuais de estresse e deficiências de elementos no organismo. Apesar de ser um exame já bem estabelecido e empregado em vários lugares no mundo, ele apresenta várias dificuldades, principalmente em relação à interpretação dos resultados, pois não existem valores consensuais de referência. Esta dificuldade em se ter valores de referência decorre do fato de existir uma variação natural da composição de cada cabelo, em consequência da idade, sexo, cor do cabelo, etnia, hábitos alimentares, dentre outros. Também é importante considerar que não há uma metodologia normalizada para tratamento e análise da amostra. Outro problema é que os médicos recomendam deixar crescer o cabelo livre de tratamentos estéticos por aproximadamente 3 meses antes de realizar o exame de mineralograma, pois essas substâncias podem alterar os resultados. Esta demora pode ser significativa para um diagnóstico adequado do paciente. A determinação dos elementos para o mineralograma é normalmente feita por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS), que é uma técnica multielementar sequencial rápida de alta sensibilidade. Departamento de Química Tabela 1: Informações sobre os efeitos de excesso ou falta de alguns elementos no organismo. Departamento de Química Objetivo O objetivo deste trabalho foi avaliar diferenças significativas nos resultados das concentrações elementares medidos em cabelos tratados com alisamento e/ou tintura, quando comparados com cabelos naturais. Metodologia Uma amostra certificada de cabelo foi analisada, em triplicata, para verificação da exatidão das análises. Foram analisadas amostras de cabelos de 151 voluntários, que responderam a um questionário a respeito de suas características físicas, hábitos alimentares, uso de medicamentos, atividades esportivas e de lazer, além da realização ou não de tratamentos estéticos para cabelos e, em caso afirmativo, qual o tipo de tratamento em questão. Este questionário está mostrado na figura 1. Nome: Idade: Sexo: E-mail: Profissão: Tipo de pele: ( ) Negro ( ) Branco ( ) Pardo Tipo de cabelo: ( ) Liso ( ) Crespo ( ) Ondulado Utiliza shampoo anti-caspa: ( ) Sim ( ) Não Tratamentos capilares: ( ) Tintura ( ) Alisamento ( ) Tintura + Alisamento ( ) Nenhum Se souber, indicar qual produto é utilizado no tratamento capilar: Pratica esportes? ( ) Sim ( ) Não - Quais? Frequenta praia? ( ) Sim ( ) Não Come frutas? ( ) Sim ( ) Não Come carnes? ( ) Sim ( ) Não Come frutos do mar? ( ) Sim ( ) Não - Quais? Ingere bebidas alcoólicas? ( ) Sim ( ) Não Com que frequência? ( ) Diariamente ( ) Semanalmente ( ) Raramente Costuma consumir outros tipos de bebidas em latas de alumínio? ( ) Sim ( ) Não Possui panelas de alumínio em casa? ( ) Sim ( ) Não Possui algum problema de saúde crônico? ( ) Sim ( ) Não - Qual? Fez uso de algum remédio no último trimestre? ( ) Sim ( ) Não - Qual? Toma algum suplemento alimentar? ( ) Sim ( ) Não - Qual? Faz uso de anticoncepcional? ( ) Sim ( ) Não - Qual? Figura 1: Questionário preenchido pelos voluntários das amostras de cabelo. As amostras de cabelo foram coletadas utilizando tesoura de aço inoxidável, que foi limpa entre cada coleta com etanol, logo acima da nuca e rente à raiz do cabelo. Foi cortada uma mecha de cabelo ou várias pequenas mechas (de pessoas com cabelo curto ou ralo), sendo utilizados para análise somente os primeiros 3 cm a partir da raiz, descartando-se o restante. Após a coleta, as amostras foram armazenadas em sacos plásticos com a identificação do voluntário até o momento da análise. As amostras foram pesadas diretamente em tubos de polipropileno de 50 mL, com tampa. Foram usados aproximadamente 500 mg de amostra para cada replicata. A seguir, as amostras foram cortadas em pedaços menores, com a tesoura de aço inox, para facilitar a decomposição. As amostras foram lavadas, utilizando água deionizada e Departamento de Química acetona, alternadamente, mantendo-se em banho de ultrassom por dez minutos com cada solvente, repetindo-se este procedimento por mais duas vezes e encerrando-se a lavagem com acetona. Após, as amostras foram secas em estufa a 60 °C por uma noite (aproximadamente doze horas). Alíquotas de 250 mg das amostras foram pesadas em balança analítica, com precisão de 0,1 mg, e acidificadas com 2,5 mL de HNO3 (bidestilado abaixo da temperatura de ebulição). Deixou-se a decomposição ocorrer em temperatura ambiente por uma noite (aproximadamente 12 h). Em seguida, as amostras foram aquecidas em chapa de aquecimento, à temperatura de 70 °C, por 1 h. Após atingirem a temperatura ambiente, as soluções resultantes foram diluídas com água deionizada até 25 mL com um dispensador automático. Foram preparadas soluções analíticas multielementares para a construção das curvas de calibração, empregando como padrão interno uma solução de Rh 200 μg L-1 adicionada em linha a todas as soluções: brancos, soluções de calibração e soluções das amostras. Os resultados de concentração de cada elemento e as informações dos formulários dos voluntários foram adicionados a uma planilha no Microsoft Excel e analisados estatisticamente utilizando o Statistica for Windows. A análise estatística foi feita com 2 grupos: Primeiro grupo: composto apenas por mulheres, com cabelos naturais ou com tratamento capilar (tintura e/ou alisamento). Segundo grupo: composto por mulheres e homens, todos cabelos naturais, sem tratamentos estéticos nos cabelos. Resultados e discussão A amostra certificada foi analisada para a avaliação da exatidão dos resultados da análise por ICP-MS. Os resultados de concentração de 25 elementos medidos tiveram recuperação entre 80% e 120% dos valores certificados ou informados pelo fornecedor da amostra. Esses valores de recuperação são considerados adequados para a análise em questão, mostrando que o método é confiável. Alguns elementos que têm seus valores de concentração apenas informados na amostra de referência e cujos resultados determinados não foram concordantes foram desconsiderados do estudo estatístico aplicado às amostras dos voluntários. Os elementos determinados nas amostras dos voluntários foram divididos em dois grupos, para a análise estatística: “Elementos Essenciais e outros”: Li, B, Na, Mg, P, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Sr, Mo e Au. “Metais tóxicos”: Al, Ni, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, Hg, Pb, Bi, Th e U. As concentrações médias e desvios padrão de cada elemento (essenciais e outros, e tóxicos) medidas nas amostras analisadas estão apresentadas na tabela 2. São também apresentados os resultados médios obtidos para homens e mulheres, com cabelos naturais ou com tratamentos estéticos capilares. Os valores de referência foram estabelecidos em trabalhos realizados pelo grupo do professor Miekeley, coordenador do Labspectro (Laboratório de espectrometria atômica do Departamento de Química da PUC-Rio, no fim da década de 1990 e início dos anos 2000. Os resultados mostraram que não houve diferença significativa entre as concentrações medidas em cabelos naturais e em cabelos tingidos ou alisados para a maioria dos elementos. Embora alguns elementos tenham apresentado diferença entre as médias obtidas em cabelos naturais ou com algum tratamento estético permanente, como tintura ou alisamento, essas diferenças não foram significativas de acordo com o programa usado. Departamento de Química Tabela 2: Concentração média dos elementos essenciais e outros, e nos cabelos de, respectivamente: todas as mulheres; mulheres que não utilizam tratamentos cosméticos; mulheres de cabelos alisados; mulheres com cabelos com tintura; mulheres com tintura e alisamento; homens; intervalo utilizado como referência para este trabalho. Conclusões O trabalho teve como objetivo comparar resultados da análise de mineralograma capilar de mulheres e homens, e amostras de cabelos naturais e com tratamento estético: tintura e/ou alisamento. Ao comparar cabelos naturais com cabelos quimicamente tratados de mulheres, observase que Mn e Co não apresentaram diferenças significativas nos seus resultados. Entre os elementos que apresentaram diferenças significativas, Mg, Ca e Sr apresentaram medianas mais elevadas em cabelos pintados; V apresentou resultados acima dos limites de referência em todas as amostras, inclusive em cabelos naturais e Fe, Cu, Zn e Mo tiveram medianas dentro dos intervalos de referência. Quando se comparam cabelos naturais de homens e mulheres, obteve-se diferença estatística significativa para Mg, Ca, Sr, Mo e Au, mas todas as medianas encontraram-se dentro dos limites utilizados como referência. Departamento de Química Em relação aos elementos tóxicos, para o grupo formado apenas por mulheres, os metais Ni, Sn, Ba, Th e U apresentaram diferenças estatísticas significativas entre os cabelos naturais e com tratamento estético. Destes, apenas Sn apresentou medianas próximas ao limite máximo de referência, enquanto os outros estiveram abaixo dos limites considerados de referência. Ainda considerando metais tóxicos, apenas o Sn demonstrou diferença estatística significativa, em cabelos naturais de homens e mulheres, e todos apresentaram valores de medianas abaixo dos limites de referência considerados. O trabalho indicou que apenas alguns dos elementos analisados tiveram as concentrações afetadas pelos tratamentos estéticos, porém essas diferenças não foram significativas, de acordo com o programa usado. Provavelmente estes tratamentos afetam somente a camada superficial do cabelo, sendo eliminados no processo de lavagem da amostra. Esse resultado indica a não necessidade de esperar o cabelo crescer natural antes da coleta para a realização do mineralograma, o que amplia as possibilidades de uso do exame. A princípio, o exame pode ser realizado em cabelos com tratamentos cosméticos permanentes, como tintura e alisamento, sendo apenas poucos elementos afetados e podendo serem feitas correções nestes casos. Além disso, os elementos afetados não foram os principais indicativos do estado de saúde nem os elementos tóxicos comumente provenientes de exposição a poluentes. Referências 1. DONGARRA, G. et al. Concentration and reference interval of trace elements in human hair from students living in Palermo, Sicily (Italy). Environmental Toxicology and Pharmacology, WOS:000292432400004, v. 32, n. 1, p. 27–34, jul. 2011. 2. MARTORELL, Isabel et al. Concentrations of trace elements in the hair of children living near a hazardous waste incinerator in Catalonia, Spain. Trace Elements and Electrolytes, WOS:000352123900001, v. 32, n. 2, p. 43–51, 2015. 3. SAHOO, S. K. et al. Distribution of uranium, thorium and some stable trace and toxic elements in human hair and nails in Niska Banja Town, a high natural background radiation area of Serbia (Balkan Region, South-East Europe). Journal of Environmental Radioactivity, WOS:000355499200008, v. 145, p. 66–77, jul. 2015. 4. SAMANTA, G. et al. 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