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I

Universidade Estadual de Campinas

Instituto de Qumica

EFEITO DA RADIAO ULTRAVIOLETA NA COR, NA

PERDA PROTICA E NAS PROPRIEDADES MECNICAS

DO CABELO

DISSERTAO DE MESTRADO

Ana Carolina Santos NogueiraOrientadora: Profa. Dra. Ins Joekes

Fevereiro de 2003

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II

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IV

Se voc olhar para as estrelas, ignorando os seus raios (pode-se

conseguir isto olhando para elas atravs de uma pequena abertura,

feita com a ponta de uma agulha), voc as ver to pequenas como

se nada mais pudesse ser menor, apesar de muitas delas serem

muito maiores do que a Terra. De fato, a nossa distncia delas

que as torna to pequenas. Agora, reflita sobre como a Terra seria

vista de tamanha distncia e, ento, considere quantas estrelas

poderiam ser adicionadas, em latitude e longitude, entre aquelas

que esto espalhadas no cu escuro. Eu no posso deixar de

incriminar muitos dos nossos antepassados, que disseram que o sol

no era maior do que aparenta ser.........

Mas eu desejaria ter palavras para incriminar aqueles que fizeram

maior a adorao aos homens do que ao sol. Em todo o universo, eu

no vejo um corpo de maior magnitude e poder do que o sol. Sua

luz ilumina todos os corpos celestes; dele vem toda a fora vital e

no existe outro centro de calor e luz no universo........E,certamente, aqueles que escolheram adorar homens como deuses -

tais como Saturno, Marte e os outros - cometeram um erro mortal,

visto que, mesmo que um homem fosse to grande quanto a Terra,

ele seria visto como uma das menores estrelas que parecem nada

mais do que um ponto no universo.

Leonardo Da Vinci

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V

Se no fssemos capazes ou no desejssemos

olhar em novas direes, se no tivssemos

dvidas ou no soubssemos reconhecer a nossa

ignorncia, nunca conseguiramos ter idias

novas. No haveria nada para verificar, pois j

conheceramos a verdade. Aquilo a que hoje

chamamos conhecimento cientfico um corpo

de afirmaes com diversos graus de certeza.

Algumas so muito incertas, outras so quase

certas, mas nenhuma absolutamente certa. Os

cientistas esto habituados a isso. Sabemos que

consistente conseguir viver sem saber toda a

verdade. Algumas pessoas perguntam: Como

que voc consegue viver sem saber? Noentendo o que querem dizer com isso. Sempre

vivi sem saber. Isto fcil. Como possvel

saber o que eu quero saber.

Richard P. Feynman

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VI

Dedico.....

A Deus, que ilumina e guia meus passos nesta caminhada........

A minha me, Madyl Martins, por me dar tanto carinho e ensinar-me o valor dapersistncia, e ao meu pai Lus Leocdio Nogueira (in memorium).

A minha irm, Ana Luiza S. Nogueira, por sempre me ouvir e sempre ter aspalavras certas para me ajudar.

A minha prima, Martha Medeiros, por acreditar tanto em mim. Que o seusucesso cresa cada dia mais!!!

A minha av, Maria Jos Martins, um exemplo de como a vida deve ser vivida.

A toda a minha famlia, que, mesmo estando longe, nunca deixou que eu mesentisse sozinha.

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VII

Agradeo..........

A minha orientadora, profa. Dra. Ins Joekes, por toda a ateno dedicada, por meensinar a fazer um bom trabalho e por me ensinar tantas outras coisas, que so

impossveis de serem expressas com palavras...........A Adriana, por estar sempre disposta a ajudar e pela sua xeretice que sempreresultou em discusses e dicas valiosas para este trabalho.

A Ndia, por estar sempre presente.........que voc consiga alcanar todos os seusobjetivos!

Ao Atlio, por todas as aulas de qumica que me ajudaram a ingressar no Mestrado epelo seu apoio sempre.

A Flvia, especialmente pela ajuda no trabalho que me permitiu participar doCongresso na Esccia......., serei sempre grata!

A Rita, pela companhia no 3oturno e pelo apoio em tantos momentos.

Ao Flvio, pelas conversas sempre produtivas e pela obteno dos espectros de ATR.

A Cris, por agentar todas as enchees de saco com tanto alto-astral. Que vocconsiga ficar menos neeerrrvosae trabalhar onde tanto sonha...........

A todos vocs do lab., que estiveram ou esto por aqui: Carla, Maria Alice, Adriano,Csar, Euler, Willians, Karla, Cynthia, Ricardo Drosfila, Adelino, Iara, Nelson, Bona,Karen, Chrislane, pelo aprendizado dirio que tenho no convvio com cada um devocs.

A Dircilei, por ser sempre prestativa........

A Paula, pela obteno das micrografias, e ao prof. Pedro Kiyohara, do Laboratrio deMicroscopia Eletrnica IF - USP, por permitir a realizao das mesmas.

Ao Engo. Costa, do Instituto de Fsica, pela ajuda com os filtros e com a lmpada.

Aos Profs. Francisco Pessine e Marco Aurlio de Paoli, pelo emprstimo dosradimetros.

A profa. Teresa Atvars e ao Walmir Corradini, pela obteno dos espectros.

A Natura, pela doao do cabelo padro, e a Ana Luisa, pelo constante incentivodurante este trabalho.

A Profa. Lucila Cescato e ao Elso Rigo, do Instituto de Fsica, pelo emprstimo dossensores e pelas dicas que contriburam para este trabalho.

A Sheyla, a Tati e a Vanessa, minhas eternas amigas, por estarem sempre presentes,apoiando minhas decises, mesmo quando no conseguem entend-las.........quevocs brilhem cada dia mais!

Aos funcionrios do IQ, pela ateno e disponibilidade em ajudar.

A todos que, mesmo no sendo citados, contriburam de alguma forma para o sucessodeste trabalho, o meu muito obrigada!

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VIII

Ana Carolina Santos Nogueira

Smula Curricular

FORMAO ACADMICA

Graduao: Faculdade de Engenharia QumicaUniversidade Estadual de Campinas - UNICAMP03/1994 a 07/1999

PARTICIPAO EM CURSOS E CONGRESSOS

17oCongresso Nacional de Cosmetologia participao como congressista - So Paulo(13 a 15/05/2003).

22o Congresso da Federao Internacional das Sociedades dos Qumicos Cosmticos(IFSCC) apresentao do trabalho Color changes induced by hair treatments Edimburgo - Esccia (23 a 26/09/2002)

16o Congresso Brasileiro de Cosmetologia apresentao do trabalho Degradao deprotenas no cabelo tratado com lauril sulfato de sdio, gua e fotooxidao SoPaulo SP (31/07 a 02/08/2002)

XV Congresso Latino-americano e Ibrico de Qumicos Cosmticos apresentao dotrabalho "Degradation of human hair caused by ultraviolet radiation: measurement ofprotein loss and color changes", Buenos Aires Argentina (10 a 13/09/2001).

14o Congresso Nacional de Cosmetologia participao como congressista - So Paulo(05 a 07/07/2000).

Seminrio Aplicado de Finanas: Banking (1997); Laboratrio de Direito Empresarial(1996) e Laboratrio de Marketing (1996), cursos de 12h, atravs da SSJ De Angeli.

IDIOMAS

- Fluente em ingls Certificate in Advanced English (CAE), da Universidade deCambridge.- Alemo bsico.

INFORMTICA

- Slidos conhecimentos de Word, Excel, Power Point, Origin e pesquisa via Internet.

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IX

EXPERINCIA PROFISSIONAL

INSTITUTO DE QUMICA UNICAMPGrupo de Pesquisa em Fsico-Qumica Aplicada (http://pcserver.iqm.unicamp.br/~ines/)Aluna de Mestrado (03/2001 a 02/2003)Aluna Especial de ps-graduao (01 a 12/2000) Investigao de alteraes estruturais no cabelo decorrentes da sua exposio

radiao ultravioleta e tratamentos dirios.

Responsvel por treinamentos em tcnicas laboratoriais (espectrofotometria dereflectncia difusa, espectroscopia no ultravioleta-visvel e obteno de curvas detenso-deformao).

Realizao de prestaes de servio para indstrias do setor cosmtico.

Elaborao de projeto auxlio pesquisa para a Fapesp, que resultou na aquisio deequipamentos e materiais de consumo para o laboratrio.

Contato com fornecedores de equipamentos e materiais de consumo paralaboratrio de pesquisa.

Dentro do grupo de pesquisa, funo de chefe de laboratrio sendo responsvelpela organizao geral do laboratrio.

Atuao como auxiliar didtico, elaborando e conduzindo aulas em laboratrio defsico-qumica para alunos de graduao.

Representante dos alunos de ps-graduao na Biblioteca do Instituto.

Elaborao de projetos de pesquisa, relatrios tcnicos e cientficos e prestao decontas.

VITRIA QUMICA Valinhos SP

Empresa Nacional da rea de Revestimentos para Proteo AnticorrosivaTrainee (01 a 03/1999)Estagiria(09 a 12/1998) Atuao na rea de Logstica, sendo responsvel pela anlise da capacidade de

produo e pelo controle de estoque da fbrica; treinamento em sistema de gestoempresarial (software One World).

Anlise da eficincia dos processos de produo com apresentao de relatrios.

Reviso das normas de qualidade ISO 9002 e participao no treinamento defuncionrios.

Atuao em P&D estudando caractersticas, formulao e aplicao dos produtos.

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X

Efeito da Radiao Ultravioleta na Cor, na Perda Protica e nas PropriedadesMecnicas do Cabelo.

Dissertao de Mestrado de Ana Carolina Santos Nogueira

Orientadora: Profa. Dra. Ins JoekesInstituto de Qumica - Universidade Estadual de CampinasC. P. 6154, Campinas-SP, Brasil, CEP 13084-971

RESUMO

O cabelo humano pertence a um grupo de protenas denominadas -queratinas. O fio docabelo possui trs componentes principais: a cutcula, o crtex e o complexo da membranacelular. No crtex esto os grnulos de melanina cujo tipo, tamanho e quantidade soresponsveis pela cor dos cabelos e aos quais atribuda a sua foto-proteo.

Sabe-se que a exposio radiao ultravioleta danifica a estrutura do cabelo.Encontramos na literatura contradies sobre a resistncia de cabelos claros e escuros exposio solar, como tambm poucos trabalhos que estudem os efeitos de diferentes faixasda radiao UV no cabelo ou que comparem a intensidade de radiao emitida pela fonteartificial com a do sol. O objetivo deste trabalho foi quantificar os efeitos de diferentesfaixas da radiao UV em vrios tipos de cabelo, comparando estes resultados com os doscabelos expostos ao sol. Foi tambm utilizado um protetor solar comercial para verificarsua eficcia em proteger o cabelo dos danos causados pela radiao.

Os cabelos foram expostos ao sol e s radiaes UV e UVA emitidas por umalmpada de vapor de mercrio. Foram realizados ensaios de quantificao da perda proticapelo mtodo de Lowry, medidas de cor atravs de espectrofotometria de reflectncia difusa,avaliao de propriedades mecnicas atravs da obteno de curvas tenso-deformao emicroscopia eletrnica de varredura.

Os valores de perda protica, obtidos aps 56, 112, 168, 224 e 448 h de exposios radiaes UV e UVA da lmpada, mostraram que todos os cabelos perdem cerca de 2vezes mais protena que os respectivos controles quando expostos radiao UVA. Para aradiao UV, a perda protica variou dependentemente do tipo de cabelo, sendo maior paraos cabelos castanho escuro e loiro. Aps 56 h de exposio ao sol, os cabelos ruivo, loiro ecastanho escuro apresentaram perdas proticas similares; o cabelo ruivo perdeuaproximadamente 0,5 mg de protena a mais do que os cabelos loiro e castanho escuro aps91h de exposio.

Os valores do parmetro de diferena de cor total, obtidos aps 224 h de exposios radiaes UV e UVA da lmpada e 91h de exposio ao sol, mostraram que todos oscabelos mudam de cor quando expostos a estas radiaes, entre os quais o loiro apresentou

a maior variao; a diferena na luminosidade do cabelo foi o parmetro que maiscontribuiu para a mudana na sua cor.

No foram observadas diferenas significativas nas propriedades mecnicas doscabelos irradiados em relao aos seus respectivos controles aps 224 h de exposio radiao UV ou UVA da lmpada.

Os resultados deste trabalho mostraram que a radiao UVB a principalresponsvel pela perda protica do cabelo e que esta radiao aparentemente no contribuipara a mudana na cor do mesmo, sendo esta causada principalmente pela radiao UVA.Alm disto, a resistncia dos cabelos claros ou escuros foto-oxidao parece no estardiretamente relacionada com o tipo de melanina.

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XI

Effect of Ultraviolet Radiation on the Color, Protein Loss and Mechanical Propertiesof Human Hair

Master Thesis of Ana Carolina Santos Nogueira

Adviser: Prof. Dr. Ins JoekesInstituto de Qumica, Universidade Estadual de Campinas

C. P. 6154, Campinas-SP, Brazil, CEP 13084-971

ABSTRACT

Human hair is a -keratin protein group material that has as main components thecuticle, the cortex and the cell membrane complex. Melanin granules, the component ofhair that is responsible for its photo-protection, are located in the cortex and their type, sizeand quantity are responsible for the hair color.

It is well known that the exposure to ultraviolet radiation damages the hair fiber.

Contradictions were found in the literature about the photo-sensibility of light and darkhair. Also, just few works relate the effect of different ultraviolet wavelength range on hairproperties or compare the emission intensity of the artificial UV source to the sunlight. Theaim of this work was to quantify the effect of different UV wavelength range in varioustypes of hair, comparing artificial irradiation results to hair exposed to sunlight. In a secondpart, a commercial sunscreen was used to verify its efficacy in protecting the hair fiberagainst UV damages.

Different hair types were exposed to sunlight and to UV and UVA radiationsemitted by a mercury lamp. Hair loss was quantified by the Lowry method, color changeswere quantified by diffuse reflectance spectrophotometry, alterations in mechanicalproperties were verified obtaining stress-strain curves and scanning electron microscopy

was used to observe damages in the hair surface.Hair protein loss, obtained after 56, 112, 168, 224 e 448 h of exposure to UV and

UVA radiations, showed that all hair types lost about twice as much protein than therespective controls when exposed to UVA radiation. For UV radiation exposure, hairprotein loss varied with the hair type, being higher to blond and dark-brown hair. After 56 hof sunlight exposure, red, blond and dark-brown hair showed similar protein loss. After 91h of sunlight exposure, red hair lost about 0.5 mg more protein than blond and dark-brownhair.

The values of total color difference, obtained after 91 h of sunlight exposure andafter 224 h of exposure to UV and UVA radiation, showed that the color of all hair typeschanges when exposed to these radiations. The higher variation was observed for the blond

hair; the luminosity difference parameter was the major contributor to the hair colorchange.

No significant differences were observed in the mechanical properties of photo-oxidized hair, compared to the non-irradiated hair, after 224 h of exposure to the UV orUVA radiation.

The results of this work show that UVB radiation is the main responsible for hairprotein loss and this radiation seems not to contribute to hair color changes. UVA radiationseems to be the main responsible for these changes. In addition to, photo-oxidationresistance of light and dark hair seems not to be related to melanin type.

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XII

NDICE

I. INTRODUO .................................................................................................................1

I.1) ESTRUTURA DO CABELO HUMANO .......................................................................1

I.2) RADIAO ULTRAVIOLETA.....................................................................................6

II. OBJETIVOS ..................................................................................................................10

III. EXPERIMENTAL .......................................................................................................11

III.1) MATERIAIS ...............................................................................................................11

III.1.1) Cabelos .....................................................................................................................11

III.1.2) Protetor solar para cabelos......................................................................................11

III.1.3) Materiais diversos ....................................................................................................12III.1.4) Reagentes..................................................................................................................12

III.2) MTODOS..................................................................................................................12

III.2.1) Pr-tratamento do cabelo.........................................................................................12

III.2.2) Aplicao do protetor solar no cabelo.....................................................................13

III.2.3) Caracterizao do sistema de irradiao. ...............................................................13

III.2.4) Foto-oxidao do cabelo ..........................................................................................19

III.2.5) Medidas de cor.........................................................................................................23

III.2.6) Medidas de perda protica .......................................................................................24

III.2.7) Medidas de propriedades mecnicas .......................................................................27

III.2.8) Microscopia Eletrnica de Varredura (MEV) .........................................................28

IV. RESULTADOS .............................................................................................................28

IV.1) MEDIDAS DE COR ................................................................................................... 28

IV.2) MEDIDAS DE PERDA PROTICA..........................................................................33

IV.3) MEDIDAS DE PROPRIEDADES MECNICAS.....................................................36

IV.4) MICROSCOPIA ELETRNICA DE VARREDURA (MEV)...................................37IV.5) ENSAIOS COM O PROTETOR SOLAR PARA CABELO......................................40

V. DISCUSSO...................................................................................................................43

V.1) EFEITO DAS RADIAES UVB, UVA E VSIVEL NO CABELO........................43

V.2) RESISTNCIA DE DIFERENTES TIPOS DE CABELO FOTO-OXIDAO....48

VI. CONCLUSES ............................................................................................................54

VII. REFERNCIAS ..........................................................................................................56

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I. INTRODUO

I.1) ESTRUTURA DO CABELO HUMANO

O cabelo humano pertence a um grupo de protenas denominadas -queratinas1. As

queratinas so formadas por cadeias polipeptdicas e se distinguem de outras protenas por

seu alto teor de pontes de dissulfeto (S-S) provenientes do aminocido cistina2. Estas pontes

formam uma rede tridimensional com alta densidade de ligaes cruzadas, proporcionando

ao cabelo uma alta resistncia ao ataque qumico. A reduo destas ligaes causa

mudanas nas propriedades mecnicas do fio3, 4.

O fio do cabelo possui trs componentes principais: a cutcula (cerca de 10% da

fibra), o crtex (cerca de 88% da fibra) e o complexo da membrana celular (cerca de 2% da

fibra) que une as clulas corticais e cuticulares adjacentes. Algumas vezes, um quarto

componente, a medula, ainda sem funo definida, tambm est presente no fio. A cutcula,

constituda por material protico e amorfo, a parte mais externa do fio, sendo responsvel

pela proteo das clulas corticais5. Ela tambm exerce a funo de regular o ingresso e o

egresso de gua, o que permite manter as propriedades fsicas da fibra. O crtex formado

por macrofibrilas de queratina alinhadas na direo do fio e de grnulos de melanina cujotipo, tamanho e quantidade so responsveis pela cor dos cabelos e pela sua fotoproteo6,7.

Mudanas nas propriedades mecnicas do cabelo so atribudas a mudanas na estrutura do

crtex8. A Figura 1 ilustra um diagrama esquemtico da estrutura do cabelo.

Morfologicamente, a cutcula constituda por 6 a 10 camadas de clulas

sobrepostas na direo longitudinal da fibra. Cada clula possui forma retangular com cerca

de 30-40m de comprimento e 0,3 m de espessura e devido ao modo como as clulas se

sobrepem, somente 1/6 delas ficam expostas na superfcie do cabelo

9

. Enquanto numcabelo normal essas camadas esto justapostas ao eixo do cabelo, o mesmo no acontece no

cabelo traumatizado, em que a superfcie se apresenta rugosa e com irregularidades10, 11. Os

principais componentes da cutcula so a exocutcula e a endocutcula9, que apresentam

reatividades qumicas bem distintas. A exocutcula apresenta um alto nvel de enxofre,

sendo altamente reticulada por pontes de dissulfeto da cistina, enquanto a endocutcula

apresenta um baixo nvel de cistina e facilmente degradada por enzimas5. Cada clula

cuticular envolvida por uma membrana muito fina (cerca de 25 ), denominada

epicutcula, que bastante resistente a tratamentos qumicos.

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Figura 1: Esquema representativo da estrutura do cabelo e os componentes da cutcula e do

crtex.

O complexo da membrana celular9 separa cada clula cuticular das adjacentes e

tambm est possivelmente envolvido com as propriedades mecnicas da fibra4.Micrografias mostram que tais membranas so constitudas por duas camadas membranosas

lipoproticas (camadas ) e entre as quais h uma camada central espessa e densa de

protenas no-queratinosas denominada cimento intercelular (camada)11,12,13. Os lipdeos

estruturais do complexo da membrana celular, associados a uma matriz proteincea, no

somente asseguram a coeso entre os componentes do cabelo como tambm constituem

uma barreira contra certos processamentos qumicos e fsicos.

A cabeleira normal constituda por cerca de 10

5

a 1,5x10

5

fios de cabelo,desenvolvendo superfcie de, aproximadamente, seis metros quadrados. Compreendem-se,

assim, as dificuldades no s na remoo de sujidades para obteno de perfeita limpeza,

como no desenvolvimento de produtos especficos para este fim, e que ainda confiram aos

cabelos, beleza, brilho e suavidade ao pentear10.

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Melanina

A melanina se encontra aleatoriamente distribuda no crtex, na forma de grnulos

ovais ou esfricos, com cerca de 0,2 a 0,8m de comprimento e cerca de 0,1 a 0,5 m de

espessura14, 15. Existem dois tipos de melanina, a eumelanina, cuja cor varia do preto ao

marrom e a feomelanina, cuja cor varia do amarelo ao marrom-avermelhado. Tanto os

grnulos de eumelanina, quanto os de feomelanina, so compostos de pigmentos, protenas

e minerais8.

As melaninas so consideradas como misturas de polmeros mais ou menos similares,

formados por diferentes unidades estruturais unidas por ligaes no-hidrolizveis15, 16.

Deste modo, sua degradao qumica s ocorre sob condies drsticas, como fusoalcalina a 200-250 oC ou oxidao com permanganato, os quais levam a uma quebra

extensiva dos pigmentos com formao de fragmentos com pequena ou nenhuma

significncia estrutural15.

A estrutura qumica das melaninas ainda no est definida devido, em parte, a

dificuldade em isolar os pigmentos dos grnulos onde eles so encontrados e mesmo em

separar estes grnulos do meio onde eles ocorrem15, 17. No caso do cabelo, o isolamento da

melanina se torna ainda mais difcil devido compactao da queratina onde o pigmento

est encapsulado26. A insolubilidade das melaninas, particularmente da eumelanina,

tambm torna extremamente difcil determinao do seu peso molecular. Na literatura

encontrada uma grande variedade de resultados para a composio elementar das

melaninas; para o cabelo humano a composio descrita (m/m) : C (61,1%), H (4,6%), N

(8,4%), S (3,7%) e C/N (8,5%)15.

Acredita-se que tanto as eumelaninas quanto as feomelaninas sejam formadas a partir

de um mesmo caminho metablico15. As duas so produzidas nos melancitos a partir da

tirosina modificada e polimerizada, em funo de um complexo enzimtico, onde atirosinase a enzima mais atuante18. Na presena de oxignio, a tirosina oxidada

formando DOPA, a seguir para dopaquinona; esta, assim que formada, converte-se para

um composto vermelho denominado dopacromo. Interrompendo-se a oxidao da tirosinase

no estgio do dopacromo, possvel isolar o composto 5,6-diidroxiindole (DHI) e, em

menor quantidade, um composto relacionado, 5,6- diidroxiindole-2-cido carboxlico

(DHICA). Tomando isto como base, estabeleceu-se que a formao das eumelaninas resulta

principalmente da oxidao do DHI e, em menor extenso, do DHICA.

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A formao da feomelanina ocorre quando um produto intermedirio da produo de

eumelanina reage com o aminocido cistena. O resultado a formao de uma molcula

que contm enxofre proveniente da cistena. A Figura 2 mostra o esquema proposto para a

formao das melaninas.

Figura 2: Esquema proposto para a formao das melaninas.

A quantidade e o tipo de melanina formados nos melancitos so geneticamente

determinados, mas podem ser influenciados por fatores hormonais e ambientais, incluindo

inflamaes, sexo, idade e, notavelmente, a exposio radiao ultravioleta, responsvel

pelo bronzeamento da pele15.

A melanina representa cerca de 3% da massa do cabelo8. At mesmo a pele humana

muito pigmentada, no contm concentraes de melanina superiores a 1%19. As variaes

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de cor nos cabelos ocorrem principalmente devido a diferena na quantidade, tamanho e

distribuio dos grnulos de melanina, mais do que devido a diferenas na sua composio

qumica20, 15. Segundo Borges e colaboradores21, o cabelo preto contm aproximadamente

99% de eumelanina e 1% de feomelanina, cabelos castanhos e loiros contm cerca de 95%

de eumelanina e 5% de feomelanina e os cabelos ruivos possuem cerca de 67% de

eumelanina e cerca de 33% de feomelanina. Vincensi e colaboradores22analisaram cabelos

ruivos, observando que as porcentagens de eumelanina e feomelanina nos mesmos varia de

acordo com o sexo, a idade e com a tonalidade ruiva do cabelo.

As melaninas atribuem proteo fotoqumica s protenas do cabelo, especialmente

em baixos comprimentos de onda, onde tanto os pigmentos quanto as protenas absorvemluz (254 a 350 nm)8. Os pigmentos atuam absorvendo e filtrando a energia recebida, e

subsequentemente dissipando esta energia na forma de calor23. Todavia, ao proteger as

protenas do cabelo da luz, os pigmentos so degradados ou oxidados8, 19. O esquema

proposto para a foto-oxidao da eumelanina e da feomelanina atravs de uma reao de

radicais livres24, 15. A melanina age como um dissipador de energia proveniente dos raios

solares, atuando como um scavenger(varredor) de radicais livres, prevenindo o transporte

de espcies deletrias para a matriz da queratina23. A Figura 3 mostra o esquema proposto

para a degradao fotoqumica da eumelanina. Um esquema similar provavelmente ocorre

na degradao fotoqumica da feomelanina, j que esta, aparentemente, bastante similar

eumelanina no que diz respeito a sua suscetibilidade foto-degradao.

Figura 3: Mecanismo proposto para a foto-degradao da eumelanina.

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I.2) RADIAO ULTRAVIOLETA

A exposio radiao ultravioleta (UV) ocorre tanto devido a fontes naturaisquanto artificiais. A radiao UV compreende uma faixa de comprimentos de onda que vai

desde 100 a 400 nm, podendo ser classificada, segundo a Comisso Internacional de

Iluminao (CIE), em trs regies - UVA (315 - 400 nm), UVB (280 315 nm) e UVC

(100 280 nm)25.

O sol a principal fonte de UV. Esta radiao significativamente absorvida pela

atmosfera devido presena da camada de oznio. Mas, com a sua contnua destruio, as

pessoas e o meio ambiente esto sendo gradativamente expostos a nveis mais altos de

radiao25, 26. A radiao UV do sol sofre absoro e espalhamento quando atravessa a

atmosfera terrestre, sendo a absoro pelo O2 e pelo O3 o processo mais importante. A

camada de oznio impede que quase toda a radiao UV de comprimentos de onda menores

que 290 nm e uma frao substancial (acima de 90% da energia) entre 290 e 315 nm

atinjam a superfcie terrestre. Assim, o meio ambiente exposto a uma radiao UV entre

290 e 400 nm, como mostrado na Figura 4.

Figura 4: Atenuao da radiao solar causada pela atmosfera terrestre25.

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A exposio dos seres humanos radiao ultravioleta causa grande preocupao

porque esta pode interagir com as clulas da pele, causando diversos efeitos nocivos. Os

produtos primrios causados pela exposio radiao UV so geralmente espcies

reativas ou radicais livres, os quais se formam muito rpido, mas causam efeitos que podem

durar por horas, dias ou mesmo anos25, 27.

Existem poucas fontes artificiais que resultam em uma exposio UV maior do que

a fornecida pelo sol, entre as excees, esto quelas usadas em bronzeamentos. A maior

parte das fontes artificiais emite um espectro contnuo de UV contendo picos

caractersticos, vales e linhas. Qualquer fonte artificial sem filtro, cujas emisses sejam

devidas ao aquecimento de um filamento, por exemplo, ir emitir, alm de radiaoultravioleta, radiaes visvel e infravermelha. Isto tambm ocorre para lmpadas de

descarga de gs de alta intensidade, que compreendem lmpadas de mercrio e de xennio,

entre outras25.

Num experimento com luz artificial, importante comparar a distribuio espectral

da lmpada utilizada com a da luz solar, para que os resultados possam ser considerados

ambientalmente relevantes. A intensidade da luz deve ser medida sempre que um

experimento for realizado. Isto anlogo a checar um pH de uma soluo. Como a

distribuio espectral da lmpada freqentemente fornecida pelos seus fornecedores, esta

no precisa ser avaliada rotineiramente28.

Efeitos da radiao ultravioleta no cabelo

Alm dos efeitos sobre a pele, a radiao UV tambm causa danos aos cabelos34. Como

as queratinas so formadas por tecido morto, no ocorre regenerao nas fibras

deterioradas, de modo que os efeitos causados pela radiao UV na estrutura so

acumulativos e se associam a outros fatores que contribuem e aceleram as modificaesestruturais29. Nos tratamentos foto-oxidativos, na maioria dos casos, os aminocidos da

cutcula so mais degradados que os aminocidos do crtex, porque a intensidade de

radiao recebida pelas cutculas maior do que no crtex8.

Segundo a literatura8,30, vrios aminocidos do cabelo absorvem luz na faixa do

ultravioleta, principalmente entre 250 e 350 nm. Vrios danos ao cabelo tm sido atribudos

decomposio de aminocidos, entre eles, alteraes de cor e reduo da resistncia

tenso31. Segundo Ruetsch e colaboradores39, os aminocidos cistina e metionina so os

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19/70

8

mais degradados pela radiao UV. Segundo Pande32, as radiaes UVA e visvel no

causam danos diretos ao cabelo porque no so absorvidas pelas protenas e os principais

aminocidos que absorvem na faixa de radiao UVB so a tirosina (max= 275 nm) e otriptofano (max = 280 nm). O autor analisou, por fluorescncia, a decomposio do

triptofano, observando que ele se decompe quando exposto radiao UV entre 295 e

315 nm (radiao UVB). A exposio do cabelo radiao UV artificial ou solar produziu

uma perda significativa de triptofano, ocorrendo outras alteraes qumicas na estrutura da

queratina, como a oxidao de ligaes dissulfdicas com formao de cido cistico.

Como citado anteriormente, as pontes de dissulfeto (S-S) so provenientes do

aminocido cistina. Tanto a radiao UVB quanto a UVA oxidam o enxofre no cabelo. Odano maior ocorre na periferia da fibra, onde o aminocido cistina tem a sua maior

concentrao, seguindo para regies menos oxidadas no interior da fibra.38, 8. comumente

aceito que o mecanismo de foto-oxidao da cistina a quebra de ligaes C-S, que levam

a formao do cido S-sulfnico, que , a seguir, degradado pela luz com formao de

cido cistico. Na foto-oxidao das ligaes dissulfdicas, ocorre a formao de 1 mol de

cido cistico por mol de ligaes dissulfdicas quebradas. O mecanismo proposto para a

foto-oxidao da cistina :

R-S-S-RR-S-S-OHR-S-SO2HR-S-SO3HR-SO3H + R-OH + H2SO4

Ratnapandian e colaboradores33 estudaram o efeito da umidade relativa na foto-

degradao do cabelo. Segundo os autores, a foto-degradao ocorre em todas as umidades

relativas, sendo maior quando o cabelo exposto a uma umidade relativa muito alta ou

muito baixa. As propriedades mecnicas da fibra so menos afetadas quando ela exposta a

30% de umidade relativa.Hoting34, 35, 36 e colaboradores observaram que quando os cabelos so expostos

radiao UV por seis semanas (1008 h), eles podem ficar descoloridos e que esta

descolorao depende tanto da cor do cabelo quanto da faixa de comprimento de onda do

espectro solar. Segundo os autores, cabelos loiros so clareados pelas radiaes UVA e

visvel, enquanto apenas a ltima tem um pequeno efeito clareador no cabelo preto. Os

autores atribuem estas observaes a uma maior foto-estabilidade da eumelanina em

relao a feomelanina, sugerindo que a primeira tem um melhor efeito fotoprotetor no

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9

cabelo. Estes autores tambm observaram que a mudana na composio dos aminocidos

na cutcula a mesma tanto para o cabelo loiro como para o preto, devido ausncia de

pigmentos de melanina nesta regio. Outro estudo37 mostrou que as radiaes UV-A e

visvel so as mais danosas cor de cabelos normais e oxidados, sendo que a exposio dos

cabelos durante duas semanas a estas radiaes resulta em um intenso amarelamento de sua

cor.

Roberts38 utilizou vrias tcnicas de microscopia para monitorar os efeitos e

extenso dos danos causados pela radiao UV na microestrutura e natureza fsica das

fibras. O autor observou que aps a exposio do cabelo radiao UV por 700 h, os

grnulos de melanina permaneciam intactos, mas foram desintegrados aps 15 min detratamento com soluo de perxido de hidrognio 6%, enquanto que no cabelo no foto-

oxidado, foram necessrias quatro horas de tratamento com a mesma soluo para que

ocorresse a completa solubilizao dos grnulos de melanina. Os autores mencionam que,

j que os grnulos de melanina esto intactos, o cabelo no muda de cor aps este tempo de

irradiao. Ruetsch e colaboradoes39observaram os mesmos resultados.

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10

II. OBJETIVOS

Sabe-se que a exposio do cabelo ao sol o danifica. Estes danos so visualmente

percebidos atravs, por exemplo, de mudanas na colorao dos fios e pelo seu

ressecamento e so geralmente atribudos faixa ultravioleta da radiao solar. Existem na

literatura vrios trabalhos sobre os efeitos da radiao ultravioleta no cabelo, no entanto a

maior parte deles apresenta resultados para apenas um tipo de cabelo exposto a uma fonte

artificial de UV, que geralmente tambm emite radiao visvel e infravermelha.

Encontramos na literatura poucos trabalhos que estudem os efeitos de diferentes faixas da

radiao UV no cabelo, bem como que comparem a intensidade de radiao ultravioleta

emitida pela fonte artificial com a do sol. Os objetivos deste trabalho so:

- Quantificar os efeitos de diferentes faixas da radiao ultravioleta em vrios tipos

de cabelo, verificando qual deles mais suscetvel perda protica, alteraes de

cor e alteraes nas suas propriedades mecnicas.

- Comparar os resultados das alteraes nos cabelos quando expostos fonte

artificial com os valores obtidos quando expostos radiao solar.

- Utilizar um protetor solar para cabelos, visando verificar sua eficcia em proteger

o cabelo da perda protica e alteraes de cor causadas pela sua exposio radiao ultravioleta.

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11

III. EXPERIMENTAL

III.1) MATERIAIS

III.1.1) Cabelos

Neste trabalho foram utilizadas mechas de cabelo caucasiano padro de cores loiro,

castanho escuro e ruivo. Este cabelo universalmente utilizado em pesquisas nesta rea,

devido garantia das empresas comercializadoras de que ele nunca foi submetido a

qualquer tratamento qumico (descolorao, permanente, alisamento ou tingimento). A

reprodutibilidade dos resultados obtidos com este tipo de cabelo pode ser garantida porque

cada mecha de cabelo padro uma juno de fios de vrias cabeas de indivduos com

cabelos de caractersticas semelhantes. Todos os cabelos foram comercializados pela De

Meo Brothers Inc., sendo que os cabelos ruivo e loiro foram cedidos pela Indstria e

Comrcio de Cosmticos Natura Ltda. e o cabelo castanho escuro foi obtido diretamente da

empresa comercializadora. Todas as mechas apresentavam cerca de 25 cm de comprimento.

Foram tambm utilizados cabelo cacheado comum castanho escuro e cabelo preto

comum, aparentemente oriental. Como o cabelo padro, estes cabelos tambm nunca foram

submetidos a quaisquer tratamentos qumicos. No entanto, como cada um foi provenientede uma s cabea, no podemos garantir que os resultados obtidos com os mesmos sejam

universalmente representativos. As duas mechas apresentavam cerca de 30 cm de

comprimento.

III.1.2) Protetor solar para cabelos

Nos ensaios com filtro solar foi utilizado um protetor solar comercial, cujos

princpios ativos so, segundo a nomenclatura oficial de ingredientes cosmticos (INCI),Cloreto de Cinamidopropil Trimetil Amnio, DimetilPabamidopropil Laurdimonio Tosilato

e Butileno Glicol Helianthus annuus. O produto comercial, bem como uma formulao do

mesmo produto sem os princpios ativos (placebo), foi cedido por uma empresa da rea

cosmtica. A Figura 5 mostra as estruturas qumicas dos ingredientes ativos do protetor

solar comercial utilizado.

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12

Cloreto de Cinamidopropil Trimetil Amnio DimetilPabamidopropil Laurdimonio Tosilato

Figura 5: Estruturas qumicas dos ingredientes ativos do protetor solar comercial utilizado.

III.1.3) Materiais diversos

Lmpadas de vapor de mercrio 125W da OSRAM, suportes de madeira 10cm x

5cm, pedaos de arame encapado, papel alumnio, pregadores comuns, extrator para

soxhlet, cubetas descartveis de volume reduzido com caminho ptico de 1,0 cm, cubeta de

quartzo de volume reduzido com caminho ptico de 1,0 cm Helmma, pente de polietileno,

luvas cirrgicas e de ltex, culos e luvas para proteo UV e vidrarias diversas.

III.1.4) Reagentes

ter etlico p.a. (Vetec e Ecibra), gua destilada, lauril sulfato de sdio LSS

(Sigma Aldrich e Synth), albumina de soro bovino cristalizada (Sigma Aldrich), sulfatode cobre pentaidratado (Cintica Qumica), tartarato de sdio e potssio (Ecibra), carbonato

de sdio anidro (Synth), hidrxido de sdio (Allkimia), reagente de Folin Ciocalteu (Sigma

- Aldrich).

III.2) MTODOS

III.2.1) Pr-tratamento do cabelo

Para remover o sebo natural da superfcie do cabelo e outras impurezas ou resduos,

foi realizada uma limpeza prvia nas mechas de cabelo atravs de extrao com ter etlico

ou atravs de lavagem com soluo de lauril sulfato de sdio.

Extrao com ter etlico

Mechas de cabelo de cerca de 4,0 g e comprimento de cerca de 15 cm foram

extradas com 400 mL de ter etlico em um extrator Soxhlet acoplado a um balo de fundo

redondo e a um condensador de refluxo durante 8h, evitando que a temperatura

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ultrapassasse 35oC40. Em seguida as amostras foram secas ao ar livre, temperatura

ambiente, estocadas em sacos plsticos com fechamento hermtico e guardadas.

Lavagem com soluo de lauril sulfato de sdio

Mechas de cabelo de 1,0g foram lavadas conforme o seguinte procedimento:

1) A mecha foi molhada em gua corrente de torneira.

2) Utilizando-se pipeta volumtrica, 1,0 mL de soluo de lauril sulfato de sdio 2%

(m/m), foi aplicado sobre a mecha.

3) A mecha foi lavada manualmente durante 1 min.

4) A mecha foi deixada em gua corrente de torneira eltrica ( aproximadamente 40

0

C)durante 30s.

5) Os passos 2) e 3) foram repetidos.

6) A mecha foi deixada em gua corrente de torneira eltrica ( aproximadamente 400C)

durante 2min, visando garantir que no ficassem resduos da soluo de lauril na

mesma.

7) A mecha foi penteada 4 vezes com pente de polietileno comum, para desembara-la.

8) A mecha foi deixada secando temperatura ambiente.

9) Quando seca, a mecha foi estocada em saco plstico com fechamento hermtico e

guardada.

III.2.2) Aplicao do protetor solar no cabelo

O protetor solar comercial e o placebo foram aplicados nas mechas de cabelo na

proporo 0,2 g de produto ou de placebo por grama de cabelo. O procedimento de

aplicao do produto descrito no rtulo do mesmo foi seguido:

1) A mecha foi umedecida com gua de torneira.2) O produto foi aplicado manualmente da raiz para a ponta da mecha.

Nos ensaios em que o produto foi reaplicado, antes de cada reaplicao, procedeu-se

limpeza com soluo de lauril sulfato de sdio.

III.2.3) Caracterizao do sistema de irradiao.

Foram feitas medidas de intensidade das radiaes UVA, UVB e visvel emitidas

pela lmpada de vapor de mercrio e pelo sol, visando correlacionar as intensidades destas

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radiaes para definir o tempo de exposio das amostras. A radiao solar foi medida num

dia ensolarado, por volta de 12:00h, horrio em que a intensidade da radiao ultravioleta

maior.

As medidas das radiaes UVA e UVB foram realizadas com um radimetro VLX-3W

Cole Parmer equipado com sensores UVA (365 12 nm), UVB (312 12 nm) e UVC (254

12 nm). As medidas da radiao visvel foram realizadas com um radimetro Newport

1830-C equipado com sensor para luz visvel, sendo o comprimento de onda ajustado para

436nm (linha de maior intensidade da lmpada na regio do visvel) para a realizao das

medidas com a lmpada. Para medir a radiao solar, o comprimento de onda foi ajustado

para 500 nm (aproximadamente a regio de maior intensidade de luz visvel emitida pelosol, segundo espectro na Figura 4). Durante todas as medidas, a temperatura e a umidade

relativa foram monitoradas.

Os espectros de emisso das lmpadas foram obtidos fazendo-se passar um feixe de

radiao por uma fotomultiplicadora acoplada a um monocromador, com sistema de

registro conforme Atvars e colaboradores41. Este procedimento foi realizado por Walmir

Corradini.

Lmpada de vapor de mercrio sem o bulbo externo

Como fonte artificial de radiao ultravioleta, pensou-se inicialmente, em utilizar uma

lmpada de vapor de mercrio sem o bulbo externo, pois esta j tinha sido usada

anteriormente em vrios trabalhos do nosso grupo de pesquisa. Segundo a literatura42, a

lmpada de vapor de mercrio deve se estabilizar na sua condio normal de operao

alguns minutos aps ser ligada. No entanto, nas medidas realizadas com o radimetro,

verificou-se que isto no ocorria para a lmpada sem o bulbo externo. Para tentar

solucionar o problema, foram realizados os seguintes procedimentos:

1) A lmpada (a) foi substituda por uma nova (b).

2) O reator (a) ligado lmpada foi substitudo por um novo (b).

3) Foram feitas medidas de tenso da rede eltrica na sada da tomada, na sada e na entrada

do reator ao qual a lmpada estava ligada.

4) O reator foi ligado a um estabilizador de voltagem.

Nenhum destes procedimentos resultou na estabilizao da intensidade de radiao

emitida pela lmpada. Como, segundo a literatura

42

, a funo do bulbo externo manter

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15

uma alta temperatura no tubo de descarga da lmpada, reduzindo sua perda de calor para o

exterior, pensamos que a sua ausncia poderia ser a causa da instabilidade da lmpada. Para

comprovar isto, usamos uma garrafa de polipropileno de 500 mL para simular o bulbo

externo da lmpada. Para evitar o superaquecimento e, conseqentemente, a destruio da

garrafa, a lmpada foi invertida e o seu bulbo externo foi mergulhado em uma garrafa de

polipropileno de 1,5 l que estava preenchida com gua.

As Figuras 6 e 7 mostram, respectivamente, os resultados das medidas de intensidade

das radiaes UVA e UVB emitidas pela lmpada de vapor de mercrio sem o bulbo

externo. Observa-se que a intensidade destas radiaes varivel, independentemente das

condies em que medida, mesmo aps a lmpada estar ligada h mais de 1 h. Estecomportamento contradiz a literatura no que diz respeito ao funcionamento das lmpadas

de descarga eltrica, categoria em que se encaixa a nossa lmpada de vapor de mercrio.

A Figura 8 mostra espectros de uma mesma lmpada de vapor de mercrio 125 W sem

o bulbo externo, em duplicata. Observa-se que a lmpada apresenta uma variao na

distribuio da intensidade de suas linhas, confirmando sua instabilidade, bem como os

dados obtidos com o radimetro.

A Figura 9 mostra os resultados de intensidade da radiao UVA emitida pela lmpada

utilizando-se uma garrafa de polipropileno de 500 mL como bulbo externo. Observamos

que a utilizao da garrafa fez com a lmpada apresentasse um comportamento mais

prximo do esperado pela literatura.

0 50 100 150 200 250 300 1350 1400 1450 15000,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

lmpada (b)/reator (a)lmpada (a)/reator (a)lmpada (a)/reator (b)lmpada (b)/reator (b)/estabilizadorlmpada (b)/reator (b)/estabilizador

Intensidade(m

W/cm

2)

Tempo de lmpada ligada (min)

Figura 6: Medidas de intensidade da radiao UVA emitida por lmpadas de vapor de

mercrio 125 W sem o bulbo externo numa distncia radial lmpada-sensor de 10 cm.

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16

0 50 100 150 200 250 300 350 1400 15000,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

lmpada (b)/reator (a)

lmpada (a)/reator (a)lmpada (a)/reator (b)lmpada (b)/reator (b)/estabilizador

Intensidade(mW/cm)


Figura 7: Medidas de intensidade da radiao UVB emitida por lmpadas de vapor de

mercrio 125 W sem o bulbo externo numa distncia radial lmpada-sensor de 10 cm.

300 400 500 600 700

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

Intensidade(u.a.)

Comprimento de onda (nm)

300 400 500 600 700

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

Intensidade(u.a.)

Comprimento de onda (nm)

Figura 8: Espectros de emisso de uma mesma lmpada de vapor de mercrio 125 W

sem o bulbo externo.

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17

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900,0

0,5

1,0

1,5

Intensidade(mW/cm

2)


Figura 9: Intensidade de radiao UVA emitida por uma lmpada de vapor de mercrio

125W sem o bulbo externo coberta por uma garrafa de polipropileno de 500 mL.

Lmpada de vapor de mercrio com o bulbo externo

A Figura 10 mostra as intensidades das radiaes UVA e UVB medidas para a lmpada

de vapor de mercrio 125 W com o seu bulbo externo original. Observamos que a lmpada

apresenta um comportamento estvel, ficando a radiao UVB em torno de 0,73 0,05

mW/cm2 e a radiao UVA em torno de 2,7 0,1 mW/cm2. A radiao UVA medida

atravs de um vidro comum, utilizado como filtro UVB, entre a lmpada e o sensor de 1,9

0,2 mW/cm2, ou seja, apresenta uma reduo de cerca de 40% do valor medido sem o

vidro. Foram obtidos valores de intensidade de radiao UVC iguais a zero nas medidas

com o radimetro. A intensidade de luz visvel, medida aps 10 min de lmpada ligada, foi

de cerca de 5,7 mW/cm2. Este valor foi medido colocando-se o filtro para radiao UV

(Figura 15) entre a lmpada e o sensor e equivale a intensidade de radiao recebida pelas

amostras. Como o filtro tem uma transmitncia em torno de 55%, a intensidade de luzvisvel emitida pela lmpada de cerca de 10mW/cm2. Na Figura 11 mostrado o espectro

de emisso da lmpada com o bulbo externo.

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18

0 100 200 300 400 500 960 980 10000,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Intensidade(mW/cm

2)


UVAUVA vidroUVB

Figura 10: Medidas de intensidade das radiaes UVB, UVA e UVAvidro (atravs de

vidro comum utilizado como filtro UVB) emitidas por uma lmpada de vapor de

mercrio 125 W com o bulbo externo numa distncia radial lmpada-sensor de 10 cm.

3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 00 ,00

0 ,05

0 ,10

0 ,15

0 ,20

0 ,25

0 ,30

Intensidade(u.a

)

C om p r im en to de on da (nm )

Figura 11: Espectro de emisso de uma lmpada de vapor de mercrio 125 W com o

bulbo externo.

Medidas de intensidade das radiaes ultravioleta e visvel emitidas pelo sol

A Tabela I mostra as intensidades das radiaes UVA e UVB emitidas pelo sol no

perodo das 10:00 e 14:00h, horrio em que a intensidade da radiao ultravioleta maior.

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19

A temperatura medida ao lado do sensor foi em torno de 50oC. Observa-se que, como

esperado, a intensidade das radiaes UVA e UVB so altas por volta das 10:00h,

aumentando gradativamente com o passar do tempo e j se apresentam bem menores em

torno das 14:00h.

Tabela I: Medidas de radiao ultravioleta emitida pelo sol, realizadas em Campinas num

dia ensolarado.

UVA UVB

HORRIO INTENSIDADE(mW/cm2)

HORRIO INTENSIDADE(mW/cm2)

10:00 2,2 0,1 10:30 0,6 0,03

10:05 2,1 0,1 10:35 0,6 0,03

10:10 2,2 0,1 10:40 0,7 0,03

10:15 2,2 0,1 10:45 0,7 0,03

10:20 2,3 0,1 14:00 0,3 0,02

10:25 2,3 0,1 14:05 0,2 0,02

14:30 1,9 0,1 14:10 0,2 0,02

14:35 1,8 0,1 14:15 0,2 0,01

14:40 1,7 0,1

A intensidade de luz visvel medida para o sol num dia nublado foi de cerca de 18

mW/cm2. Esta radiao foi medida colocando-se o filtro para radiao UV (Figura 15) entre

a lmpada e o sensor e equivale a intensidade de radiao recebida pelas amostras. Como o

filtro tem uma transmitncia em torno de 55%, a intensidade real de luz visvel emitida pelo

sol, num dia nublado, de cerca de 26mW/cm2.

III.2.4) Foto-oxidao do cabelo

Comparando-se as intensidades das radiaes UVA e UVB emitidas pela lmpada

com as emitidas pelo sol, verificou-se que a lmpada emite intensidades de radiao UVA e

UVB similares s da radiao solar das 10:00h. Consideramos, neste trabalho, oito horas de

exposio lmpada como equivalente a um dia de exposio solar.

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20

Exposio lmpada de vapor de mercrio

As mechas de cabelo foram irradiadas de trs formas:

1) Irradiao com ultravioleta total (UVA e UVB) e luz visvel. As mechas irradiadas

desta forma foram denominadas amostras UV.

2) Irradiao apenas com UVA e luz visvel, utilizando-se um vidro comum de 0,4 cm

de espessura para filtrar a radiao UVB. As mechas irradiadas desta forma foram

denominadas amostras UVA.

3) Irradiao apenas com luz visvel, utilizando-se um vidro comum de 0,4 cm de

espessura coberto com insulfilme azul para filtrar a radiao UV. As mechas

irradiadas desta forma foram denominadas amostras VIS.As Figuras 12 e 13 mostram o sistema de irradiao utilizado neste trabalho. A

irradiao foi feita no interior da capela, sendo que as paredes interiores da mesma foram

revestidas com papel alumnio para garantir a distribuio uniforme da radiao34. As

mechas foram penduradas uma ao lado da outra em semicrculos de arame encapado,

utilizando-se pregadores comuns para fix-las nos mesmos. A lmpada de vapor de

mercrio foi colocada no centro dos semicrculos, e entre um deles e a lmpada, foi

colocado o vidro comum, coberto ou no com insulfilme. No lado do vidro, as amostras

foram colocadas a uma distncia radial da lmpada de aproximadamente 7,5 cm e no lado

sem o vidro, uma distncia radial de aproximadamente 10 cm. Isto garantiu que durante a

realizao das etapas 1) e 2) a intensidade de radiao UVA recebida pelas amostras fosse

aproximadamente a mesma em ambos os lados. Nestas condies, a intensidade da radiao

UVA recebida pelas amostras foi de cerca de 2,7 0,1 mW/cm2e a da radiao UVB foi de

cerca de 0,93 0,05 mW/cm2. Durante o tratamento foto-oxidativo, as mechas foram

rotadas em intervalos de tempo regulares, de forma que ambos os lados fossem expostos

mesma quantidade de radiao. A umidade relativa e a temperatura foram regularmentemedidas atravs de um termo-higrmetro Kiltler, que foi colocado ao lado das amostras. A

temperatura e a umidade relativa mdia atingida dentro da capela, junto das amostras, foi de

30oC e 50%, respectivamente.

A Figura 14 mostra o espectro UV-VIS de um vidro comum de cerca de 2,0 mm de

espessura. Observa-se que o mesmo corta toda a radiao UVB (290 315 nm) e que

apresenta cerca de 90% de transmitncia. A Figura 15 mostra o espectro do mesmo vidro

coberto com insul-film azul. Observa-se que o mesmo corta praticamente toda a radiao

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ultravioleta, deixando passar apenas a faixa visvel da radiao com uma transmitncia em

torno de 60%.

Figura 12: Vista superior do sistema de irradiao utilizado neste trabalho.

Figura 13: Vista lateral do sistema de irradiao utilizado neste trabalho.

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22

Figura 14: Espectro UV-VIS de um vidro comum de 2,0 mm de espessura.

Figura 15: Espectro de um vidro comum de 2,0 mm de espessura coberto com insulfilme

azul.

Exposio radiao solar

Triplicata de mechas de 1,0 g e duplicata de mechas de 0,5 g dos cabelos castanho

escuro, loiro e ruivo e uma mecha de 2,0 g do cabelo preto foram expostas ao sol entre

10:00 e 15:00h, perodo em que a intensidade da radiao ultravioleta maior. O tempo

mximo de exposio acumulado nas mechas foi de 91h.

A exposio foi realizada em dias ensolarados, na ausncia de nuvens. O cabelo

preto foi exposto ao sol em Campinas SP (latitude 22o53 sul; longitude 47o04 oeste) em

fevereiro de 2002, sendo a temperatura# e a umidade relativa mdia#, neste perodo, em

torno de 50oC e 15%, respectivamente. Os outros cabelos foram expostos em Macei AL

(latitude 9o

45 sul; longitude 35o

45 oeste) em janeiro de 2003, sendo a temperatura* e a

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34/70

23

umidade relativa mdia*, neste perodo, em torno de 26oC e 66%, respectivamente. As

mechas expostas ao sol foram denominadas amostras SOL.

#Dados obtidos colocando-se o termo-higrmetro no sol, ao lado das amostras.

*Dados obtidos no site www.canaldotempo.com

Os dados de latitude e longitude foram obtidos no site www.campinas.sp.gov.br, para a

cidade de Campinas, e no site www.ceaal.al.org.br/fenomenos/index.htmL, para a cidade de

Macei.

III.2.5) Medidas de corAs alteraes de cor foram obtidas atravs de medidas de reflectncia difusa

realizadas num espectrofotmetro GretagMacbeth Color-eye 2180UV. O equipamento

varre a faixa espectral de 360 a 740 nm, sendo a iluminao difusa proveniente de uma

lmpada de xennio. As condies de operao foram: configurao CRIIS (C: calibrao

com cermica branca; R: reflectncia; I: radiao ultravioleta inclusa; I: componente

especular inclusa e S: abertura para pequenas amostras), iluminante D65 e ngulo de

observao de 10o.

As medidas foram feitas no meio de cada mecha, sendo obtidas decuplicatas de

medida girando-se a mecha no porta-amostras do equipamento. Utilizando a equao de cor

CIELAB, foram obtidos valores de parmetros de cor (L*, a*, b*) e de diferena de cor :

DL* - parmetro de diferena de luminosidade, sendo positivo se mais claro e negativo se

mais escuro.

Da* - parmetro de diferena de cor na coordenada vermelho-verde, sendo positivo se mais

vermelho e negativo se mais verde.

Db* - parmetro de diferena de cor na coordenada amarelo-azul, sendo positivo se maisamarelo e negativo se mais azul.

DE* - parmetro de diferena total de cor.

Para o clculo dos parmetros de diferena de cor, o software do equipamento

utiliza uma referncia interna, sendo necessrio que as medidas de reflectncia difusa sejam

realizadas inicialmente com as mechas controle.

Os valores de diferena de cor (DL*, Da*, Db*) correspondem subtrao entre os

valores obtidos para uma amostra e a referncia interna, por exemplo:

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24

DL* = L* (amostra) L* (referncia interna)

A diferena absoluta das trs coordenadas dada por DE*, que a equao de

diferena total de cor CIELAB de 197643, 44:

DE* = {(DL*)2+ (Da*)2+ (Db*)2}1/2

Antes de cada medida, as mechas eram deixadas na sala do equipamento durante

24h umidade relativa de 50% e temperatura de cerca de 25oC para evitar erros nas

medidas de DL*. Os ensaios foram realizados em duplicata ou em triplicata de mecha,

utilizando-se mechas de 1,0 g e cerca de 15 cm de comprimento.

Nos resultados com esta tcnica, consideramos significativos os valores de DE*

maiores que 1,0, pois valores menores que este podem ser obtidos devido variabilidade daprpria mecha de cabelo e no do tratamento aplicado a ela, como j foi observado pelo

nosso grupo de pesquisa45. A Tabela II mostra as medidas dos parmetros de diferena de

cor obtidos para os cabelos utilizados neste trabalho, devido variabilidade da prpria

mecha. Os valores foram obtidos para mechas virgens, sendo a referncia interna a prpria

mecha.

Tabela II: Resultados dos parmetros de diferena de cor para mechas virgens dos cabelos

utilizados neste trabalho. Valores obtidos em decuplicata de medida em mechas nicas.

Cabelo DL* Da* Db* DE*

Ruivo -0,5 0,2 0,0 0,2 -0,2 0,3 0,5 0,2

Loiro 0,2 0,5 -0,1 0,2 0,0 0,4 0,8 0,3

Castanho escuro -0,10,4 0,00,2 0,10,3 0,50,2

Cacheado (castanho escuro) 0,40,3 0,00,2 0,00,2 0,50,2

Preto 0,10,3 -0,10,1 -0,10,2 0,40,2Valores de referncia interna:ruivo: L* = 30,6; a* = 9,2; b* = 13,6loiro: L* = 44,7; a* = 6,4; b* = 17,5castanho escuro: L* = 23,2; a* = 3,5; b* = 3,8cacheado: L* = 22,3; a* = 1,6; b* = 1,2preto: L* = 21,4; a* = 1,6; b* = 1,6

III.2.6) Medidas de perda protica

A quantidade de protena liberada pelos cabelos foto-oxidados (tratados e no-tratados com

protetor solar) foi quantificada atravs do mtodo de Lowry46 , modificado pela adio de

lauril sulfato de sdio 5% (m/V) para melhorar a dipersibilidade47, 48. Nestes ensaios foram

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36/70

25

utilizadas mechas de 0,5g e cerca de 15 cm de comprimento. De cada mecha de cabelo de

0,5g foi retirada uma amostra de 0,15g. Estas amostras foram colocadas em tubos de

ensaio, sendo adicionado em cada um 2,5mL de gua destilada com o auxlio de pipeta

automtica e foram sonicadas por 40min, num ultra-som Unique modelo USC-2850 com

frequncia de 25kHz. A seguir foram retiradas duas alquotas de 0,4 mL de cada tubo. A

quantidade de protena nestas alquotas foi quantificada e, em seguida, foram obtidas as

absorbncias a 750nm, num espectrofotmetro UV-VIS HP8453. Os ensaios foram

realizados em duplicata de mecha e em duplicata de medida.

Construo das curvas de calibrao1) Curva de calibrao com albumina de soro bovino (ABS)

Para determinar as quantidades de protena liberadas pelos cabelos foto-oxidados

(tratados e no-tratados com protetor solar), foi construda uma curva de calibrao com

solues aquosas de albumina de soro bovino cristalizada (ABS). Preparou-se uma soluo-

me com concentrao de 1,00 g/l e a partir de diluies desta, foram preparadas outras de

concentraes 0, 10, 15, 20 , 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 e 100 mg/l. De cada soluo,

uma alquota de 0,4 mL foi retirada e colocada num tubo de ensaio. A seguir, a quantidade

de protena em cada soluo foi quantificada pelo mtodo de Lowry, previamente citado. O

grfico obtido est representado na Figura 16. As medidas foram feitas em triplicata.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Absorbnc

ia(750nm)

[PTN] mg/l

Figura 16: Curva de calibrao obtida a partir de solues diludas de albumina de soro

bovino (ABS).

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26

A quantidade de protena perdida pelos cabelos foto-oxidados foi obtida atravs da

interpolao das absorbncias obtidas para os mesmos na curva da Figura 16.

2) Curva de calibrao com protetor solar e placebo.

Foram realizadas medidas de perda protica para cabelos no-irradiados nos quais

foi aplicado o produto ou o placebo e estas medidas foram comparadas com o cabelo sem

nenhum tratamento (controle) para verificar se o produto e o placebo interferem no mtodo

de Lowry. Os valores de perda protica que foram obtidos so mostrados na Tabela III. Foi

observado que o cabelo tratado com produto ou placebo j perde cerca de trs vezes mais

protena do que o cabelo controle.

Tabela III: Resultados de perda protica para os cabelos loiro e castanho escuro no-

irradiados e tratados ou no com produto ou placebo. Ensaios realizados em duplicata de

mecha e duplicata de medida.

Cabelo AmostraPerda protica

(mg protena/ g cabelo)

Produto 0,90,1

Placebo 1,40,1Loiro

Controle 0,20,0

Produto 1,20,1

Placebo 1,20,1Castanho escuro

Controle 0,40,0

Deste modo, foi necessrio construir uma curva de calibrao do produto e do

placebo para determinarmos apenas a diferena de perda protica entre o placebo e o

produto, sem a presena de cabelo. A curva foi construda a partir da diluio de uma

soluo de 80g/l do produto ou do placebo para outras solues de concentraes 60, 40,

25, 10 e 2g/l. A seguir, foi retirada uma alquota de 0,4 mL de cada soluo e colocada

num tubo de ensaio. A quantidade de protena em cada soluo foi quantificada pelo

mtodo de Lowry, previamente citado. A curva obtida est mostrada na Figura 17.

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27

0,0

0,3

0,6

0,9

1,2

1,5

0 10 20 30 40 50 60 70 80

[PTN] g/l

Abs(750nm)

produto

placebo

Figura 17: Curva de calibrao obtida a partir de solues diludas do protetor solar e do

seu placebo.

Observamos que a maior diferena de absorbncia entre o produto e o placebo de

cerca de 0,15. Na curva de calibrao com albumina de soro bovino, esta diferena na

absorbncia corresponde a uma diferena de cerca de 24mg/l de protena. Nos ensaios de

perda protica, onde utilizamos 0,15 g de cabelo e 2,5 mL de gua, esta concentrao de

protena corresponde cerca de 0,4 mg/g de cabelo. Deste modo, aps os tratamentos foto-

oxidativos, s foi considerado que o produto ofereceu uma proteo ao cabelo quando a

diferena de perda protica entre o cabelo tratado com produto e com placebo foi maior que

0,4 mg/g cabelo.

III.2.7) Medidas de propriedades mecnicas

De cada mecha de 0,5g, utilizadas nos ensaios de perda protica, foram retiradoscerca de 40 fios para a obteno das curvas de tenso-deformao. Os ensaios foram

realizados na mquina universal de ensaios EMIC modelo DL 2000, utilizando-se garras

especiais para cabelo, clula de carga de 10 N e velocidade constante de 10 mm/min. Os

fios foram rompidos a uma umidade relativa de 50% e temperatura de cerca de 25oC.

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28

Determinao do dimetro dos cabelos

Para a determinao do dimetro, os 40 fios de cabelo de cada amostra foram

inicialmente deixados climatizando na sala do equipamento durante 24h, umidade relativa

de 50% e temperatura de cerca de 25oC. O dimetro de cada fio foi medido com um

micrmetro Mitutoyo, sendo a medida feita no meio do fio.

III.2.8) Microscopia Eletrnica de Varredura (MEV)

As amostras de cabelo foram coladas em suporte especfico para MEV com fita

adesiva de cobre. Primeiramente, os fios foram fixados sobre a fita de modo que

permanecessem inclinados em relao ao suporte, com auxlio de pinas, sem ter contatocom a regio a ser observada. As amostras foram recobertas com filme de ouro (~4A) pelo

processo de pulverizao andica (sputerring) em um aparelho Edwards 150S e levadas ao

Microscpio Eletrnico de Varredura JEOL-JSM-840A. Este procedimento foi realizado

por Paula Hanao Filloy no Laboratrio de Microscopia Eletrnica (LME) no Instituto de

Fsica da Universidade de So Paulo (USP).

IV. RESULTADOS

IV.1) MEDIDAS DE COR

As medidas de reflectncia difusa foram realizadas para verificar, quantitativamente, se

a cor do cabelo alterada quando ele exposto s radiaes ultravioleta e visvel e qual a

relao desta alterao com a cor do cabelo irradiado e com o tempo de irradiao.

IV.1.1) Alterao de cor no cabelo exposto s radiaes UV e visvel da lmpada de vapor

de mercrio.

A Tabela IV mostra os valores dos parmetros de diferena de cor e seus respectivos

desvios obtidos para os cabelos loiro, castanho escuro, cacheado e preto aps 224 h, e para

os cabelos loiro e castanho escuro aps 448 h, de exposio s radiaes UV e visvel e

UVA e visvel da lmpada de vapor de mercrio. Os valores de DE* mostram que todos os

cabelos mudam de cor (DE* > 1) quando expostos a estas radiaes, sendo que o loiro

apresenta as maiores variaes, com um DE* em torno de 4,0 e de 6,0 aps,

respectivamente, 224 h e 448 h de irradiao. Observamos tambm que a diferena na

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29

luminosidade do cabelo (DL*) foi o parmetro que mais contribuiu para a mudana na cor

dos cabelos.

Em relao ao tipo de radiao, no foi observada uma diferena significativa nos

parmetros de cor, independente do tipo de cabelo estudado, aparentando que a radiao

UVB no est contribuindo para a mudana na cor dos cabelos. Deste modo, todos os

valores de DL* obtidos para cada cabelo foram somados, sendo a mdia destes valores

dividida pelo valor das suas luminosidades (L*) iniciais, ou seja, antes da foto-oxidao.

Estes resultados so mostrados na Figura 18. Observamos que, aps 224 h de irradiao,

apesar do cabelo loiro ainda apresentar uma maior variao de luminosidade, a diferena

entre ele e os outros cabelos no to significativa como mostrado na Tabela IV, ficando oclareamento relativo de todos os cabelos em torno de 6%. Aps 448 h de irradiao, a

variao na luminosidade do cabelo loiro foi de torno de 12%, apenas cerca de duas vezes

maior que a dos cabelos escuros.

0,0

4,0

8,0

12,0

16,0

UV/UVA

DL*/L*(%)

Preto - 224h Cacheado comum - 224hCastanho escuro padro - 224h

Loiro padro - 224h

Castanho escuro padro - 448h

Loiro padro - 448h

Figura 18: Clareamento relativo dos cabelos aps 224h e 448h de exposio s radiaes

ultravioleta e visvel de uma lmpada de vapor de mercrio. Ensaios realizados em

quadruplicata de mecha e decuplicata de medida.

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30

Tabela IV: Valores dos parmetros de diferena de cor (CIELAB) obtidos aps 224h e 448

h de exposio s radiaes ultravioleta e visvel de uma lmpada de vapor de mercrio.

Ensaios realizados em duplicata de mecha e decuplicata de medida.

Cabelo RadiaoTempo deexposio

(h)Mecha DL* Da* Db* DE*

1 3,8 1,0 0,5 0,2 1,6 0,4 4,2 1,0224

2 3,4 0,9 -0,2 0,2 0,2 0,5 3,5 0,8UV

448 1 5,2 1,5 -0,7 0,4 1,8 0,3 5,5 1,5

3 2,7 0,9 0,3 0,2 -1,1 0,5 3,1 0,6224

4 4,8 0,8 0,1 0,2 -0,1 0,4 4,8 0,8

Loiro

UVA

448 3 6,3 2,5 -0,5 0,6 -0,6 0,6 6,4 2,5

5 0,9 0,3 0,4 0,2 0,5 0,2 1,1 0,3224

6 1,8 0,4 0,3 0,2 1,0 0,4 2,0 0,5UV

448 6 1,2 0,4 0,5 0,3 1,5 0,4 2,1 0,5

224 7 0,7 0,4 0,6 0,2 0,1 0,2 1,1 0,3

Castanhoescuro

UVA448 7 0,7 0,6 1,0 0,2 1,2 0,2 1,8 0,3

UV 224 8 0,9 0,4 -0,8 0,2 -0,1 0,3 1,4 0,3

9 0,8 0,4 0,2 0,3 -0,3 0,3 1,0 0,3Cacheado

UVA 224 10 0,6 0,4 1,1 0,2 -0,4 0,2 1,4 0,311 1,0 0,3 0,1 0,1 -0,4 0,2 1,1 0,3

UV 22412 1,3 0,4 0,2 0,4 0,1 0,4 1,5 0,3

13 0,9 0,2 -0,2 0,3 0,0 0,4 1,1 0,2Preto

UVA 22414 1,2 0,7 0,1 0,3 0,0 0,2 1,5 0,5

Valores de referncia interna:Mecha 1: L* = 50,0; a* = 6,5; b* = 19,5; Mecha 2: L* = 49,7; a* = 7,3; b* = 21,7;Mecha 3: L* = 50,3; a* = 6,4; b* = 20,5; Mecha 4: L* = 49,1; a* = 6,9; b* = 20,3;Mecha 5: L* = 22,2; a* = 3,2; b* = 3,2; Mecha 6: L* = 21,9; a* = 3,8; b* = 3,4;

Mecha 7: L* = 22,4; a* = 3,3; b* = 3,6; Mecha 8: L* = 22,1; a* = 2,6; b* = 1,3;Mecha 9: L* = 29,2; a* = 1,6; b* = 1,5; Mecha 10: L* = 22,9; a* = 1,0; b* = 2,2;Mecha 11: L* = 21,7; a* = 1,8; b* = 2,1; Mecha 12: L* = 21,4; a* = 1,7; b* = 1,6;Mecha 13: L* = 21,8; a* = 2,2; b* = 1,9; Mecha 14: L* = 21,9; a* = 1,9; b* = 1,9

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IV.1.2) Alterao de cor no cabelo exposto radiao solar.

A Tabela V mostra os resultados dos parmetros de diferena de cor obtidos para os

cabelos loiro, castanho escuro e ruivo aps 91h de exposio ao sol e para o cabelo preto

aps 56h de exposio. Observamos que todos os cabelos mudaram de cor, aps exposio

ao sol por 91 h, sendo o parmetro de diferena de luminosidade (DL*) o que mais

contribuiu para a variao total de cor (DE*). Os valores do parmetro de diferena de cor

na coordenada amarelo-azul (Db*), mostram uma tendncia ao amarelamento,

principalmente no cabelo ruivo. O cabelo preto no mudou de cor aps 56 h de exposio

ao sol.

Os maiores valores de DE* obtidos foram para o cabelo loiro, em torno de 4,0, e sosimilares aos resultados obtidos para este cabelo aps exposio lmpada de vapor de

mercrio por 224 h. A Figura 19 mostra o clareamento relativo dos cabelos loiro, castanho

escuro e ruivo aps 91 h de exposio ao sol. Observamos que o clareamento relativo dos

cabelos loiro e ruivo igual e cerca de duas vezes maior que o do cabelo castanho escuro.

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

SOL - 91h

DL*/L*(%)

Loiro padro Ruivo padro Castanho escuro padro

Figura 19: Clareamento relativo dos cabelos aps 91 h de exposio ao sol. Ensaios

realizados em triplicata de mecha e decuplicata de medida.

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Tabela V: Valores mdios dos parmetros de diferena de cor obtidos para os cabelos loiro,

castanho escuro e ruivo aps 91h de exposio ao sol e para o cabelo preto aps 56h de

exposio ao sol. Ensaios realizados em triplicata de mecha e decuplicata de medida. *

Ensaio realizado com mecha nica.

Cabelo Mecha DL* Da* Db* DE*

15 4,10,4 -0,40,1 0,20,2 4,20,4

16 4,20,6 0,00,2 1,00,4 4,30,6Loiro

17 4,70,8 -0,30,2 0,40,1 4,70,8

18 1,80,7 0,20,2 1,30,7 2,30,9

19 2,70,5 0,20,3 1,60,7 3,30,7Ruivo20 2,40,4 -0,10,2 1,20,4 2,80,5

21 1,00,4 0,60,2 1,00,4 1,60,4

22 0,50,2 0,30,2 0,70,3 0,90,4Castanho escuro

23 1,00,4 0,20,1 0,40,3 1,10,3

*Preto 24 0,7 0,4 -0,1 0,1 0,1 0,3 0,8 0,4Valores de referncia interna:Mecha 15: L* = 48,4; a* = 6,8; b* = 19,9; Mecha 16: L* = 48,4; a* = 6,6; b* = 19,4;Mecha 17: L* = 48,6; a* = 6,5; b* = 19,5; Mecha 18: L* = 28,4; a* = 8,5; b* = 11,9;

Mecha 19: L* = 27,8; a* = 8,6; b* = 11,8; Mecha 20: L* = 28,0; a* = 8,8; b* = 12,1;Mecha 21: L* = 22,5; a* = 3,6; b* = 3,8; Mecha 22: L* = 22,8; a* = 3,7; b* = 3,8;Mecha 23: L* = 23,0; a* = 3,9; b* = 4,2; Mecha 24: L* = 21,6; a* = 1,9; b* = 1,7;

IV.1.3) Alterao de cor no cabelo exposto radiao visvel da lmpada de vapor de

mercrio.

A Tabela VI mostra os resultados dos parmetros de diferena de cor obtidos para

os cabelos loiro, castanho escuro e ruivo aps 224h de exposio radiao visvel da

lmpada de vapor de mercrio. Observamos que apenas o cabelo loiro apresentou alteraode cor e que esta foi causada pela variao na luminosidade do cabelo.

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44/70

33

Tabela VI: Valores mdios dos parmetros de diferena de cor obtidos para os cabelos

loiro, castanho escuro e ruivo aps 224h de exposio radiao visvel da lmpada de

vapor de mercrio. Ensaios realizados em triplicata de mecha e decuplicata de medida.

Cabelo Mecha DL* Da* Db* DE*

25 2,50,9 0,00,1 0,20,3 2,50,8

26 2,40,6 -0,10,1 0,10,3 2,50,7Loiro

27 1,90,5 0,10,2 -0,30,3 2,00,4

28 0,20,6 -0,10,1 -0,20,4 0,80,4

29 0,70,3 0,20,2 0,50,2 0,90,3Ruivo

30 0,70,4 0,20,2 0,40,3 0,40,231 0,00,2 0,00,1 -0,20,3 0,40,2

32 0,00,4 0,00,1 -0,30,2 0,60,2Castanho escuro

33 0,20,5 0,20,1 0,10,3 0,70,2Valores de referncia interna:Mecha 25: L* = 48,5; a* = 6,6; b* = 19,3; Mecha 26: L* = 49,0; a* = 6,6; b* = 19,5;Mecha 27: L* = 48,9; a* = 6,6; b* = 19,8; Mecha 28: L* = 28,9; a* = 8,7; b* = 12,1;Mecha 29: L* = 28,7; a* = 8,3; b* = 11,6; Mecha 30: L* = 28,5; a* = 8,4; b* = 11,8;Mecha 31: L* = 22,1; a* = 3,9; b* = 4,4; Mecha 32: L* = 22,5; a* = 3,9; b* = 4,5;Mecha 33: L* = 22,2; a* = 3,8; b* = 4,4

IV.2) MEDIDAS DE PERDA PROTICA

Estes experimentos foram realizados para quantificar a perda protica do cabelo

quando exposto radiao ultravioleta, verificando tambm qual cor de cabelo mais

suscetvel a perda protica quando irradiado.

IV.2.1) Perda protica do cabelo exposto s radiaes UV e visvel da lmpada de vapor

de mercrio.

As Figuras 20 e 21 mostram, respectivamente, os valores de perda protica obtidos

para os cabelos loiro, castanho escuro, cacheado, preto e ruivo aps 56, 112, 168, 224 h e

448 h de exposio s radiaes UV/VIS e UVA/VIS da lmpada de vapor de mercrio e

seus respectivos controles.

Quando expostos radiao UV, a perda protica dos cabelos variou

dependentemente do tipo de cabelo, sendo maior para o cabelo castanho escuro aps as

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45/70

34

primeiras 56h de irradiao. A partir das 112h de irradiao, os cabelos loiro e castanho

escuro apresentaram perdas proticas semelhantes. Aps 448 h, a perda protica do cabelo

loiro foi cerca de duas vezes maior que em 224 h e a dos cabelos castanho escuro e

cacheado no se alterou em relao 224h.

Quando expostos radiao UVA, todos os cabelos apresentaram uma perda

protica cerca de 2 vezes maior que o controle e no foram observadas diferenas

significativas de perda protica entre os diferentes tipos de cabelo, comparativamente

radiao UVB.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0 56 112 168 224 280 336 392 448 504

Tempo de irradiao (h)

Perdaprotica

(mgprotena/gcabelo)

preto comum cacheado comum loiro padro castanho escuro padro ruivo padro

Figura 20: Dados de perda protica para os cabelos loiro, ruivo, cacheado, castanho

escuro e preto expostos s radiaes UV e visvel de uma lmpada de vapor de mercrio

125W durante 56, 112, 168, 224 e 448h e para os respectivos controles. Ensaios realizados

em duplicata de mecha e duplicata de medida.

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35

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0 56 112 168 224 280 336 392 448 504

Tempo de irradiao (h)

Perdaprotica

(mgprotena/gcabelo)

preto comum cacheado comum loiro padro castanho escuro padro ruivo padro

Figura 21: Dados de perda protica para os cabelos preto, cacheado, loiro, castanho escuro

e ruivo expostos s radiaes UVA e visvel de uma lmpada de vapor de mercrio 125W

durante 56, 112, 168, 224 e 448h e para os respectivos controles. Ensaios realizados em

duplicata de mecha e duplicata de medida.

IV.2.2) Perda protica do cabelo exposto radiao solar.

A Tabela VII mostra os resultados de perda protica obtidos para os cabelos loiro,

castanho escuro e ruivo expostos radiao solar durante 56 h e 91h e para o cabelo preto

exposto por 56 h. Observamos que, aps 56 h ou 91 h de irradiao, o cabelo loiro perdeu

cerca de sete vezes mais protena que o respectivo controle. Aps 56 h e 91de irradiao, os

cabelos castanho e ruivo perderam, respectivamente, cerca de quatro e cinco vezes mais

protena que os respectivos controles.

Comparando a diferena de perda protica entre os cabelos, observamos que, aps

56 h de exposio, os cabelos ruivo, loiro e castanho escuro apresentaram perdas proticas

similares e cerca de trs vezes maiores que a do cabelo preto. Aps 91 h, o cabelo ruivo

perdeu aproximadamente 0,5 mg de protena a mais que os cabelos loiro e castanho escuro.

Observamos tambm que os valores de perda protica, obtidos para o cabelo loiro e

castanho escuro aps 91 h de exposio solar, so similares aos resultados obtidos aps

exposio radiao UV da lmpada de vapor de mercrio por 224 h.

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Tabela VII: Resultados de perda protica, obtidos para os cabelos ruivo, loiro, castanho

escuro e preto, expostos ao sol durante 56 e 91h. Ensaios realizados em duplicata de mecha

e duplicata de medida.

CabeloTempo deexposio

(h)

Perda protica


Diferena de perda protica

Cabelo irradiado controle


0 0,50,1 -

56 2,00,1 1,50,1Ruivo

91 2,60,2 2,10,2

0 0,20,0 -

56 1,40,1 1,20,1Loiro

91 1,50,0 1,30,0

0 0,40,0 -

56 1,50,1 1,10,1Castanho

escuro91 2,00,1 1,60,1

0 0,40,1 -Preto

56 0,80,0 0,40,1

IV.3) MEDIDAS DE PROPRIEDADES MECNICAS.

O objetivo deste experimento foi verificar as alteraes nas propriedades mecnicas

do cabelo causadas pela sua exposio radiao ultravioleta, relacionando-as a

mudanas na estrutura do crtex do cabelo.

A Tabela VIII mostra os valores de propriedades mecnicas obtidos para os cabelos

preto, loiro e cacheado aps 224 h de exposio s radiaes UV/VIS e UVA/VIS da

lmpada e para o cabelo preto comum aps 56 h de exposio solar. As medidas foram

realizadas numa umidade relativa de 50%. Para o cabelo cacheado, so apresentados

tambm valores de propriedades mecnicas para os fios rompidos a uma umidade relativa

de 100%.

No foram observadas diferenas significativas nas propriedades mecnicas de

nenhum dos cabelos irradiados em relao aos respectivos controles, indicando que,

provavelmente, a estrutura do crtex no foi danificada aps estes tempos de exposio

radiao ultravioleta.

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Tabela VIII: Valores de propriedades mecnicas, obtidos para os cabelos loiro padro,

cacheado comum e preto comum aps 224 h de irradiao e para o cabelo preto comum

aps 56 h de exposio solar e respectivos controles. Os valores apresentados so a mdia

de 40 fios de cabelo, rompidos uma umidade relativa de 50% e temperatura de 25oC.

Cabelo U. R. RadiaoDimetro

mdio(m)

Foramxima

(N)

Tensona foramxima

(101

MPa)

Alongamentomximo

(%)

Mdulo deelasticidade(103MPa)

no-irradiado

68 9 1,3 0,3 37 6 47,1 3,1 8,6 1,4

69 8 1,2 0,2 33 6 47,1 3,0 8,2 1,5UV 77 9 1,4 0,2 32 5 46,2 3,2 7,7 1,1

71 8 1,5 0,2 38 6 47,1 2,9 8,9 1,5UVA

69 6 1,3 0,2 35 5 46,5 2,9 8,5 1,1

Preto 50%

SOL 73 8 1,3 0,2 32 6 46,4 4,2 7,7 1,4

no-irradiado

47 5 0,9 0,2 50 9 44,1 3,1 12,6 1,8

UV 49 6 0,9 0,2 49 7 44,7 3,1 12,8 1,650%

UVA 47 5 0,9 0,2 56 10 44,0 4,0 14,0 2,4

no-irradiado 45 4 0,9 0,1 58 9 50 3 7,4 1,3

Cacheado

100%

UV 43 6 0,9 0,2 62 9 49 4 8,7 1,5

no-irradiado

44 7 0,6 0,2 39 8 43 5 10,9 1,6

UV 45 7 0,6 0,2 37 9 46,0 4,3 10,8 1,8Loiro 50%

UVA 42 5 0,6 0,1 41 9 42,1 8,0 11,8 2,1

IV.4) MICROSCOPIA ELETRNICA DE VARREDURA (MEV).

A superfcie dos cabelos foi observada por microscopia eletrnica de varredura

antes e aps foto-oxidao. Foram observados todos os tipos de cabelo utilizados nesta

Dissertao, no irradiados, para servir de controles. Foram observados os cabelos ruivo,

castanho escuro e loiro expostos ao sol por 91 h; o cabelo loiro exposto s radiaes UV e

UVA da lmpada por 224 h e 448 h e luz visvel por 224 h. Em nenhum dos casos

observou-se mudanas significativas.

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Como exemplo, as Figuras 22, 23 e 24, mostram, respectivamente, as micrografias

obtidas para o cabelo loiro no irradiado, exposto radiao UV da lmpada por 448 h e ao

sol por 91 h. V-se que, apesar deste cabelo ter apresentado os maiores valores de variao

de cor aps sua exposio lmpada por 448 h e ao sol por 91 h, e a maior perda protica

aps exposto lmpada por 448 h, sua superfcie no apresentou mudanas aparentes aps

estes tratamentos.

Figura 22: Micrografia eletrnica de varredura do cabelo loiro no irradiado (controle).

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Figura 23: Micrografia eletrnica de varredura do cabelo loiro exposto radiao UV da

lmpada por 448 h.

Figura 24: Micrografia eletrnica de varredura do cabelo loiro exposto ao sol por 91 h.

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IV.5) ENSAIOS COM O PROTETOR SOLAR PARA CABELO

Estes ensaios foram realizados para verificar a eficcia de um produto comercial emproteger o cabelo da perda protica e alteraes de cor causadas pela sua exposio

radiao ultravioleta.

Nos resultados obtidos com o cabelo sem protetor solar, vimos que a alterao de

cor no cabelo ocorre pela sua exposio radiao UVA e a perda protica devido

radiao UVB. Assim, esperamos que o efeito protetor do produto na cor seja visto

principalmente aps exposio radiao UVA e, na perda protica, aps exposio

radiao UVB.

IV.5.1) Perda protica do cabelo tratado com o protetor solar

Os ensaios de perda protica tratando o cabelo com o protetor solar foram realizados

com os cabelos castanho escuro e loiro, por serem estes os cabelos que apresentaram a

maior perda protica quando foto-oxidados sem protetor solar.

A Tabela IX mostra os resultados de perda protica para o cabelo loiro tratado ou

no com produto ou placebo e irradiado por 28 h. A Tabela X mostra resultados

semelhantes para o cabelo castanho escuro.Observamos, para os dois cabelos, que a diferena de perda protica entre as

amostras tratadas com produto ou com placebo foi menor do que 0,4 mg/g de cabelo, ou

seja, no houve diferena significativa de perda protica entre o cabelo tratado com

produto ou com placebo. Entretanto, tambm no foram observadas diferenas de perda

protica entre os controles irradiados com UVB ou UVA, sendo necessrio mais tempo

de irradiao para obter resultados conclusivos sobre a foto-proteo do produto.

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Tabela IX: Resultados de perda protica para o cabelo loiro tratado ou no com produto

ou placebo e irradiado durante 28h. Ensaios realizados em duplicata de mecha e duplicata

de medida.

Radiao AmostraPerda protica


Controle 0,50,1

Placebo 0,70,3UV

Produto 0,70,1

Controle 0,40,2

Placebo 0,30,2UVA

Produto 0,90,3

Tabela X: Resultados de perda protica para o cabelo castanho escuro tratado ou no com

produto ou placebo e irradiado durante 28h. Ensaios realizados em duplicata de mecha e

duplicata de medida.

Radiao AmostraPerda protica


Controle 0,50,2

Placebo 1,90,1UV

Produto 2,00,2

Controle 0,40,2

Placebo 1,70,2UVA

Produto 1,50,3

IV.5.2) Alteraes de cor no cabelo tratado com o protetor solar

Os ensaios para avaliar a alterao de cor no cabelo tratado com protetor solar foramrealizados com o cabelo ruivo, por ele ter apresentado uma variao de cor significativa

(DE* em torno de 3,0) nos ensaios de foto-oxidao sem protetor solar e por ser o cabelo

que apresenta as maiores porcentagens do pigmento feomelanina na sua composio.

A Tabela XI mostra os resultados dos parmetros de diferena de cor obtidos para

este cabelo tratado ou no com produto ou placebo e irradiado por 24 e 48h, com uma

reaplicao do produto e do placebo aps as primeiras 24h. Como a reaplicao do

produto ou placebo envolve a lavagem do cabelo com soluo de lauril, para os ensaios

de 48h, so mostrados tambm os valores dos parmetros de diferena de cor obtidos para

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o cabelo tratado apenas com lauril e tambm para o cabelo onde no ocorreu a etapa de

reaplicao.

Observamos que, aps as primeiras 24h de irradiao os valores de DE* no so

significativos para o cabelo tratado ou no com produto ou placebo e exposto radiao

UVA. Aps 48 h de irradiao, ocorreu alterao de cor (DE* > 1) para todas as

amostras, expostas radiao UV ou UVA. No entanto, a diferena entre os valores de

DE* para as amostras tratadas com produto, placebo ou lauril em relao s amostras

controle, est dentro do limiar de confiana do mtodo (DE*=1), sendo necessrio mais

tempo de irradiao para obter resultados conclusivos sobre a foto-proteo do produto.

Tabela XI: Valores mdios dos parmetros de diferena de cor obtidos para o cabelo

ruivo tratado com protetor solar e irradiado por 24h e 48h, com uma reaplicao do

produto aps as primeiras 24h de irradiao. Ensaios realizados em duplicata de mecha e

decuplicata de medida.

Tempo deexposio (h)

Radiao Amostra DL* Da* Db* DE*

Produto 0,20,5 0,10,2 0,60,4 1,10,4

Placebo 1,10,5 -0,10,2 0,30,4 1,30,5UVControle 0,20,4 -0,20,2 0,00,4 0,80,3

Produto 0,30,5 0,00,2 0,20,4 0,90,3

Placebo 0,50,4 0,0

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