Uso da Quitosana na Agricultura

A utilização agrícola da Quitosana, mesmo sem a utilização de fertilizantes químicos, aumenta em larga escala a população microbiana do solo, transforma fertilizantes orgânicos em inorgânicos, os quais podem ser facilmente absorvidos pelas raízes, de forma que os nutrientes podem ser totalmente absorvidos e aproveitados integralmente pelas plantas. O alto teor de enzimas que degradam a quitina e Quitosana conferem a planta longevidade e resistência contra germes, tornando as infecções não proliferativas (quando ocorrem) e induzindo a cura pela própria planta. Esses fatores aumentam o rendimento, a retenção do açúcar e a preservação.

O uso da Quitosana em plantações, com o uso de menores quantidades de fertilizantes químicos ou até mesmo sem utilizar aumenta a produção de 15-20% de acordo com o tipo de planta.
O denominado ciclo da quitina e da Quitosana, de ocorrência natural na crosta terrestre, representa de forma esquemática a biotransformação e hidrólise natural da quitina e da Quitosana de acordo com o fluxograma a seguir:

O “ciclo da quitina”

Historicamente, infestações fúngicas têm causado perdas significativas para as colheitas agrícolas, tendo sido causa de escassez em larga escala e deslocamentos econômicos. As infecções fúngicas podem causar danos pré-colheita em plantações matando ou enfraquecendo-as reduzindo o rendimento e tornando as plantas mais susceptíveis a outras infecções. As infecções pós-colheita causadas por fungos também resultam em uma perda significativa de produtos agrícolas durante a armazenagem, processamento e manipulação. Freqüentemente, agentes fungicidas são altamente tóxicos para as plantações e animais; conseqüentemente, restrições são feitas para manipulação e uso desses compostos. A maioria dos fungicidas disponíveis são efetivos somente contra poucos tipos de fungos. Com resultado, diversos materiais diferentes são utilizados com freqüência em um contexto agrícola particular. Entretanto, diversas espécies de fungos têm desenvolvido resistência aos fungicidas comumente empregados.

A Quitosana pode ser utilizada em tratamento de queimaduras?

Devido a sua habilidade em formar facilmente um filme, que absorve água, sobre toda a superfície da pele, cientistas estão investigando o uso de géis e membranas de Quitosana no tratamento de queimaduras.

Inicialmente, a quitosana deve ser dissolvida em uma solução aquosa ou a película imersa na mesma solução, e então aplicada sobre a superfície da pele formando uma fina camada. Como a solução aquosa utilizada é, quase sempre, levemente ácida, fornece uma sensação refrescante em ferimentos causados por queimaduras. A membrana ou película formada permite a passagem do oxigênio, promovendo uma rápida cicatrização. Além disso, como a quitosana é degrada por enzimas presentes naturalmente nos tecidos lesionados, a mesma é prontamente absorvida pelo organismo. Desta forma, depois de cicatrizado o ferimento, a película ou membrana de quitosana não precisa ser removida. Como conseqüência, os delicados tecidos formados após a cicatrização não serão danificados pela remoção da bandagem ou curativo.

A quitosana pode ser utilizada em aplicações sobre a pele?

Pelo fato da quitosana “reter” ou absorver tanto óleos como água, é um componente perfeito para formulações de uso tópico e em produtos de tratamento dermatológico ou de cuidados para a pele, tais como; cremes anti-acne, loções, hidratantes, emolientes e protetores solar. A quitosana forma um filme que protege a pele de agressões ambientais e auxilia a manter uma mistura de óleo e água sobre a pele. Esse biopolímero ajuda a manter um pH libeiramente ácido sobre a pele, auxiliando a manter o balanço de pH normal, o qual é essencial para a saúde da pele. Quando a quitosana na forma de gel ou solução é aplicada em uma fina camada, adere-se firmemente a área aplicada, protegendo-a. De fato, ela realmente fica ligada a pele, tornando-a excelente para uma grande variedade de usos cosméticos e biomédicos.

A quitosana e seus derivados são indicados para produtos cosméticos para a pele e cabelos?

Devido as suas diversas e únicas propriedades bioquímicas, a quitosana é bastante indicada para usos na área cosmética e de tratamentos de cabelo. Conforme mencionado anteriormente, a quitosana é um polímero natural que possui carga elétrica positiva ao longo da cadeia em valores de pH próximos de 6,0, classificados como levemente ácidos. Quanto retém sua carga positiva, o polímero torna-se muito similar ao tecido epidérmico e capilar, tornando-o ideal para aplicações nestas duas áreas. A quitosana tende a formar filmes com a queratina natural do cabelo, formando uma cobertura estável em ambientes de elevada umidade. Cabelos tratados com quitosana tendem a apresentar menor tendência de adesão entre os fios, e pelo fato de não adquirirem carga elétrica, tornam-se fáceis de pentear e modelar. Adicionalmente, a cobertura protetora produzida pela ação da quitosana fortalece os cabelos e auxilia a manter o brilho.

Quitosana em Cosméticos - Outros Derivados

Derivados da quitosana obtidos pela reação com ácidos carboxílicos, podem fornecer ao polímero uma solubilidade especial em água. Esses compostos possuem estrutura química semelhante ao ácido hialurônico e fornecem uma excelente compatibilidade com o tecido epitelial. As soluções obtidas com esses derivados podem ser facilmente incorporadas a qualquer formulação cosmética, mostrando melhor compatibilidade com sulfactantes iônicos e emulsificantes, apresentando estabilidade em uma larga faixa de pH.

A carboxi-metil-quitosana, possui uma alta afinidade com a pele, em virtude a seu alto peso molecular, formando um filme elástico, fortemente aderente e protetor, fornecendo uma boa propriedade umectante em formulações. As aplicações deste derivado em cosméticos inclui xampus condicionadores, sabões líquidos protetores e cremes umectantes.

Em estudos realizados com a carboxi-metil-quitosana comparado com o ácido hialuronico envolvendo homens e mulheres com idades entre 18 e 70 anos com tipos de peles similares (seca e sensível) com formulações faciais, mostrou que a carboxi-metil-quitosana possui alta afinidade pela pele devido ao seu alto peso molecular e por formar filmes protetores e aderentes. A boa propriedade umectante apresentada nos testes mostrou que este derivado pode substituir o ácido hialurônico em formulações para a pele.

Soluções de derivados solúveis de quitosana, tais como o glicolato de quitosana, podem ser incorporados diretamente em cosméticos ou emulsões de protetores solares em níveis de 0,1%. Devido a sua boa faixa de estabilidade em diferentes temperaturas, a quitosana pode ser adicionada à solução durante, ou antes, da emulsificação da fase aquosa sem causar problemas adicionais.

Devido as suas propriedades dermatológicas, a adição da quitosana também melhora a compatibilidade da pele em emulsões cosméticas, formulações contendo álcool, pós-barbas, desodorantes e produtos esfoliantes. Em protetores solares, a quitosana reduz a perda dos filtros UV decorrente da ação da água ou suor. Essa propriedade melhora a tolerância da pele ao protetor e protege contra o ressecamento da mesma. A quitosana forma um filme sobre a pele que reduz a quantidade de luz ultravioleta absorvida pela pele, aumentando o fator de proteção solar. Em batons, a quitosana (utilizada nas concentrações de 0,05% a 1%) aumenta a resistência dos filtros UV e de substancias lipofílicas ativas, protegendo a pele contra o ressecamento.

Quitosana em Cosméticos - Aplicações Tópicas

QUITOSANA - APLICAÇÕES TÓPICAS

Em uso de aplicações tópicas, a quitosana possui diversas propriedades bioquímicas únicas, que são adequadas para o uso em cosméticos e tratamentos capilares. Conforme mencionado anteriormente, a quitosana é uma molécula carregada positivamente em pH ligeiramente ácido (em torno de 6). Quando retém a sua carga positiva, o tecido é muito similar a pele e ao cabelo, tornando-a um material ideal para produtos de cabelos. A quitosana tende a formar filmes com a queratina do cabelo, tornando a sua ação de cobertura mais estável em alta umidade. Os cabelos tratados com quitosana apresentam uma tendência menor de se ligarem uns aos outros, e devido ao fato de não estarem carregados eletricamente, tornam-se fácil escovar e manter o penteado. Adicionalmente, o filme transparente de quitosana protege a quebra do cabelo e auxilia a manter o brilho dos fios.

Em produtos para tratamento da pele, a quitosana se destaca por sua propriedade de segurar a água e o óleo que a torna perfeita para o uso tópico em produtos como cremes antiacne, loções, hidratantes e bronzeadores. A quitosana forma um filme que protege a pele de agressões externas e auxilia a manter a oleosidade e a hidratação da pele. A quitosana possui o mesmo pH da pele ligeiramente ácida, auxiliando a pele a manter o balanço normal do pH, que é essencial para uma pele saudável. Quando a quitosana é aplicada em uma fina camada, se adere à pele protegendo-a. De fato, ela se liga ao tecido epitelial, tornando-a adequada para uma grande variedade de usos cosméticos e biomédicos.

Adicionalmente, a quitosana possui atividade bacteriostática que mata bactérias e outros tipos de microrganismos que entram em contato com a mesma. Outra propriedade importante é a reconhecida propriedade homeostática da quitosana que auxilia a cicatrização e estanca sangramentos em lesões cutâneas. Essa propriedade permite a criação de bandagens para estancar sangramentos, e hemorragias em ferimentos e incisões, protegendo de forma simultaneamente a área afetada de infecções.

Devido a sua habilidade em formar filmes hidrofílicos (que absorvem água) sobre a pele, os cientistas estão investigando o uso da quitosana para o tratamento de queimaduras. A quitosana é inicialmente dissolvida em água e então aplicada sobre a pele em uma fina camada. Uma vez que a mistura é ligeiramente ácida, gera uma sensação refrescante sobre as áreas queimadas. O filme protetor de quitosana permite a passagem de oxigênio permitindo uma rápida cicatrização. Além disso, após a cicatrização do ferimento, não há necessidade de remover a quitosana, pois as enzimas presentes nos tecidos epiteliais degradam o polímero permitindo a sua absorção pelo organismo. Como benefício adicional, evita-se danos na área cicatrizada causados pela remoção da bandagem.

Ascorbil Quitosana - Uma forma avançada de disponibilizar os efeitos da Vitamina C em Cosméticos

O ascorbil quitosana é um derivado da quitosana produzido pela empresa Polymar Ciência e Nutrição que representa uma forma avançada de adicionar os benefícios do ácido ascórbico em produtos cosméticos. Nesta forma, as propriedades antioxidantes do ácido ascórbico podem ser potencializadas, pois o ascorbil quitosana é um estimulador da síntese de colágeno mais potente do que o ácido ascórbico. A forma de um complexo poliamínico faz com que a porção do ácido ascórbico na molécula seja protegida permitindo que as propriedades antioxidante e anti-colagenase sejam prolongadas nos produtos finais.

O complexo ascorbil-quitosana é solúvel em água e pode ser facilmente incorporada em emulsões catiônicas e aniônicas. Nenhuma consideração especial de processo é necessária porque o complexo tolera técnicas de emulsão normais e temperaturas brandas. Os níveis recomendados para uso em cosméticos variam de 1 a 3%.


ATIVIDADES

Os derivados do ácido ascórbico encontram várias aplicações na indústria cosmética devido a sua habilidade de promover a síntese do colágeno e de prevenir danos oxidativos. O ascorbil-quitosana é um polieletrólito de alto peso molecular composto de ácido ascórbico e poliglicosamina.

O ácido ascórbico é essencial para a síntese do colágeno, fato que é evidenciado pelas desordens causadas nos tecidos conectivos pela deficiência de ácido ascórbico. Esse importante composto atua como um co-fator para a produção de hidroxi-prolina que é fundamental na formação estrutural do colágeno. Além disso, estudos mostram que o ácido ascórbico tem um papel estimulador primário na síntese do colágeno.
Pesquisas recentes comparando a atividade do ascorbil-quitosana com ácido ascórbico, mostraram que o complexo ascorbil-quitosana aumenta a síntese de colágeno em 62% nos fibroblastos dérmicos em humanos, ou seja, um incremento de 11% em relação ao ácido ascórbico.


INIBIÇÃO DA COLAGENASE

A colagenase é uma enzima destrutiva secretada pelas células para degradar a matriz extra celular protéica, colágeno, enfraquecendo a estrutura primária de suporte da pele. Na ausência de um inibidor da enzima, a degradação ocorre em uma velocidade elevada. Na presença do complexo ascorbil-quitosana na concentração de 1%, ocorre uma inibição integral da enzima.


ATIVIDADE ANTIOXIDANTE

Os radicais livres, são compostos oxigenados altamente reativos, que são gerados nos tecidos do nosso organismo, a partir de agentes externos. Esses compostos, quando não são mantidos sob controle, contribuem para a degradação da matriz extracelular, peroxidação de lipídeos, hidroxilação de polissacarídeos e desnaturação de proteínas, causando inflamações, injúrias e envelhecimento dos tecidos. As células do organismo possuem um sistema de defesa envolvente que limita e repara os danos químicos causados por espécies oxigenadas reativas. Algumas enzimas, tais como a superóxido dismutase participam desse sistema. À medida que o organismo envelhece, o sistema sequestrante natural do organismo diminui, aumentando as chances de danos nos tecidos causados por espécies oxigenadas.

Quitosana em Cosméticos - Propriedades Importantes

A quitosana possui várias características que a tornam atraente para a utilização em cosméticos. Pertencente à classe dos biopolímeros chamados de hidrocolóides, a quitosana se destaca por apresentar carga global positiva em pH biológico, ou seja, apresenta-se como um polímero policatiônico, enquanto a maioria dos hidrocolóides apresentam-se negativamente carregados nas mesmas condições. As cargas positivas da quitosana interagem com tecidos negativamente carregados, tais como pele e cabelo. Essa capacidade bioadesiva da quitosana é o principal fator para o seu uso em cosméticos.

Os benefícios de adicionar a quitosana a produtos como condicionadores, cremes e xampus são numerosos. Em produtos para cabelos, a habilidade da quitosana para formar filmes com a queratina do cabelo é de crucial importância. Comparado com os filmes formados por polímeros sintéticos, os filmes de quitosana são muito mais estáveis em alta umidade, de modo que os cabelos tratados com este tipo de filme mostram menor tendência a adesão, menor carga estática e, conseqüentemente, mostram uma melhoria na escovação e penteado em relação aos cabelos tratados com fixadores convencionais, Acrescendo-se a vantagem de proporcionar maior brilho dos fios capilares.

Nos produtos para a pele, a quitosana encontra aplicação, principalmente por conta da sua capacidade de formar camadas protetoras transparentes que apresentam a propriedade de reter a umidade, sem causar reações alérgicas. A quitosana apresenta-se ainda como uma matriz apropriada para outros ingredientes ativos, como pigmentos e fragrâncias em diversos tipos de cosméticos. O caráter hidrofílico e hidrofóbico da quitosana faz deste polímero um potente estabilizador de emulsões, o qual tem aplicação direta em produtos com baixo pH. A tabela abaixo resume de forma ilustrativa as principais aplicações da quitosana em cosméticos.

Quitosana - Descrição Química

A quitosana, um aminopolissacarídeo formado por unidades repetidas de beta-(1-4) 2-amino-2-deoxi-D-glucose (ou D-glucosamina) derivado da quitina é um polímero de ocorrência natural encontrado nas paredes celulares dos fungos, leveduras, insetos e principalmente nas carapaças dos crustáceos, notadamente camarão, lagosta e caranguejo, constituindo cerca de 30% do exoesqueleto destes últimos.

A quitina é formada por unidades repetidas de beta-(1-4) 2-acetoamido-2-deoxi-D-glucose (ou N-acetilglucosamina) cuja estrutura é bastante semelhante a fibra vegetal denominada celulose. No livro, Princípios de Bioquímica (Lenninger, A. L., 1995) o autor compara a quitina com a celulose, classificando-a como um homopolissacarídio composto por unidades de N-acetil-D-glicosamina que possui como única diferença a substituição de um grupo hidroxila em C-2 presente na celulose por um grupo aminoacetilado na quitina. O autor justifica a semelhança entre as duas substâncias pelo fato da quitina formar fibras estendidas muito similares àquelas formadas pela celulose e, assim como a celulose, não é digerível por animais vertebrados, possuindo portanto o mesmo comportamento da fibra vegetal.

Portanto, a quitosana, que é derivada da quitina somente pela retirada do grupo acetila, possui as mesmas características.

Quitosana - Segurança

A quitosana é benéfica e segura para o consumo humano, tendo sido usada extensivamente utilizada em numerosas aplicações industriais, saúde e alimentícias. Entretanto, é importante ressaltar que toda substâncias quando tomada de forma inapropriada ou em excesso pode ser nociva ao nosso organismo. Por exemplo, o ar no processo respiratório é relativamente sadio, enquanto que injeção intravenosa de ar é usualmente fatal.

Para determinar a segurança relativa de vários alimentos, os cientistas fazem um experimento para determinar o nível tóxico dos alimentos, comumente denominado de LD 50. A quitosana tem sido encontrada ter um LD 50 de cerca de 16 gramas/dia por cada Kg de peso do corpo de um camundongo. A quitosana é uma fibra que em meio ácido se expande para formar um gel no estômago. Os problemas encontrados com extremas doses de quitosana foram causadas por desidratação gástrica e “impacto” devido a expansão da fibra.

A fim de colocar estes dados em contexto, pesquisadores compararam a quitosana com alguns açucares comuns e chegaram a seguinte conclusão:“ Parece que a quitosana é menos tóxica do que estas substância “. Por uma questão de segurança dados obtidos em experimentos com camundongos são divididos por 12 para se ter um equivalente ao organismo humano. O LD 50 relativo em humanos desta meneira seria de 1,33 gramas/dia por Kg de peso corporal. Isto significa que, para uma pessoa de 70 Kg a quantidade tóxica seria maior do que 90 gramas de quitosana por dia.

Estudos clínicos tem usado quantidades em torno de 3 a 6 gramas por dia sem nenhum efeito adverso. Assim como qualquer fibra, deve-se beber bastante água. A mudança de dieta afeta a função do cólon, desta maneira, constipação ( prisão de ventre ) ou diarréia pode ocorrer em alguns casos, dependendo da constituição metabólica de cada um e da formulação do suplemento a base de quitosana.

Apesar da quitosana não ser digerida por nossas enzimas digestivas, ela pode ser degradada pelo solo e por microorganismos presentes na água. Isto torna a quitosana segura e benéfica para o meio ambiente. Esta propriedade foi recentemente reconhecida pela agência de proteção do meio ambiente dos EUA. Qualquer degradação da quitosana por nossa microflora intestinal resultaria na formação da D-Glicosamina que é um excelente nutriente em casos de artrite e osteoartrite.Devido ao fato da quitosana poder se ligar a gordura e a certos minerais, é aconselhável que se tome suplementos essenciais de ácidos graxos, vitaminas liposolúveis e de minerais separadamente da quitosana. A ingestão de ácido D- ou L- ascórbico ajuda a aumentar a quantidade de complexação de gorduras e diminui a perca de minerais.

QUANDO NÃO SE DEVE TOMAR QUITOSANA
· Quando se tem qualquer tipo de alergia a crustáceos
· Mulheres em período de gravidez ou amamentação