RESUMEN

Objetivos:

Evaluar la actividad fotoprotectora de una crema con extracto acuoso liofilizado de maca (ELM) frente a la irradiación ultravioleta (UV) en la piel de ratones.

Materiales y métodos:

Se realizó un estudio experimental en 35 ratones BALB/c. Los tratamientos fueron aplicados por vía tópica en el dorso de los animales y posteriormente irradiados con rayos ultravioleta B, para luego medir el grosor en micras (µm) de muestras histológicas de la piel de los ratones. Se asignaron siete grupos divididos en no irradiado: blanco (G1) e irradiados con luz UV: sin tratamiento (G2); con protector solar comercial con factor de protección solar (FPS) 30 (G3); crema (placebo) (G4); ELM al 15% en agua (G5); ELM al 5% en crema (G6); y ELM al 15% en crema (G7). Se determinó el FPS in vitro, mediante el método de Mansur. Se realizaron las lecturas de las absorbancias en un espectrofotómetro ultravioleta-visible (UV-VIS) y se determinaron los FPS para las siguientes formulaciones: ELM al 5% en crema, benzofenona-4 (BZF-4) y bloqueador solar comercial FPS 30.

Resultados:

El grosor de piel de ratón en micras (µm) fue de 27,28 en G2; 18,31 en G3; 27,33 en G4; 19,51 en G5 y 18,04 en G6; no hubo diferencia significativa entre el grupo no expuesto a la radiación (G1) y el grupo ELM al 15% en crema (G7), ambos presentaron los menores grosores (12,76 y 14,20 µm, respectivamente). El FPS de ELM al 15% en crema fue 5,480 ± 0,020.

Conclusiones:

La formulación con ELM en crema presentó actividad fotoprotectora frente a la irradiación UV, los alcaloides fueron los componentes fitoquímicos mayormente encontrados y la formulación fue compatible con el activo (ELM).

Palabras clave:
Efectos de la Radiación; Lepidium; Factor de Protección Solar; Protectores Solares; Fitoterapia

INTRODUCCIÓN

En el mundo se ha evidenciado el incremento de la radiación ultravioleta (UV) como consecuencia inmediata del adelgazamiento de la capa de ozono¹1. World Health Organization. Agotamiento del ozono estratosférico, radiación ultravioleta y salud [Internet]. Geneva: WHO; 2020 [citado 15 de abril de 2020]. Disponible en: https://www.who.int/globalchange/ozone_uv/es/.
https://www.who.int/globalchange/ozone_u... ^,22. Schalka S, Steiner D, Ravelli FN, Steiner T, Terena AC, Marçon CR, et al. Brazilian Consensus on Photoprotection. An Bras Dermatol. 2014;89(6):1-74. doi:10.1590/abd1806-4841.20143971.
https://doi.org/10.1590/abd1806-4841.201... , lo que constituye una amenaza para el ser humano por el alto potencial cancerígeno producto de su exposición³3. International Agency for Research on Cancer. Launch of Cancers Attributable to UV Radiation [Internet]. Lyon: IARC; 2018 [citado 19 de mayo de 2020]. Disponible en: https://www.iarc.fr/news-events/launch-of-cancers-attributable-to-uv-radiation-website/.. La radiación UV acumulativa incrementada y el grado de sensibilidad según el tipo de piel están asociados al cáncer no melanómico y al melanoma cutáneo, respectivamente⁴4. Little MP, Linet MS, Kimlin MG, Lee T, Tatalovich Z, Sigurdson AJ, et al. Cumulative solar ultraviolet radiation exposure and basal cell carcinoma of the skin in a nationwide US cohort using satellite and ground-based measures. Environ Health Glob Access Sci Source. 2019;18(1):114. doi: 10.1186/s12940-019-0536-9.
https://doi.org/10.1186/s12940-019-0536-... ^,55. Watson M, Holman DM, Maguire-Eisen M. Ultraviolet Radiation Exposure and Its Impact on Skin Cancer Risk. Semin Oncol Nurs. 2016;32(3):241-54. doi: 10.1016/j.soncn.2016.05.005.
https://doi.org/10.1016/j.soncn.2016.05.... .

Los cambios climáticos y medioambientales han ocasionado una disminución de la capa de ozono, favoreciendo una mayor exposición a la radiación solar⁶6. Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú. Pronóstico del índice de radiación solar ultravioleta a nivel nacional. Nota técnica 002-2016-SENAMHI. Lima: SENAMHI; 2016.. El Centro Nacional de Epidemiología, Prevención y Control de Enfermedades indicó a través de reportes hospitalarios que el cáncer de piel (10,8%) ocupa el tercer lugar en frecuencia después del cáncer de cérvix (18,6%) y de estómago (11,1%), con relación al total de cánceres registrados⁷7. Ministerio de Salud. Análisis de la Situación del Cáncer en el Perú, 2018 1ª ed. Lima: Centro Nacional de Epidemiología, Prevención y Control de Enfermedades, MINSA; 2020..

Una alternativa de protección es el uso de fórmulas fotoprotectoras con filtros UV, que interfieren directamente con la radiación solar a través de la absorción, reflexión o dispersión de energía ²2. Schalka S, Steiner D, Ravelli FN, Steiner T, Terena AC, Marçon CR, et al. Brazilian Consensus on Photoprotection. An Bras Dermatol. 2014;89(6):1-74. doi:10.1590/abd1806-4841.20143971.
https://doi.org/10.1590/abd1806-4841.201... . Estos filtros se clasifican como químicos (orgánicos) caracterizados por absorber los rayos UV y filtros físicos (inorgánicos) cuyo mecanismo de acción se basa en la reflexión y dispersión de la luz UV ⁸8. Gilaberte Y, González S. Update on Photoprotection. Acta Dermosifiliogr. 2010;101(8):659-72. doi: 10.1016/S1578-2190(10)70696-X.
https://doi.org/10.1016/S1578-2190(10)70... . Se sabe que algunos filtros químicos se absorben sistémicamente, otros dañan a los corales de los arrecifes, como la oxibenzona ⁹9. Geoffrey K, Mwangi AN, Maru SM. Sunscreen products: Rationale for use, formulation development and regulatory considerations. Saudi Pharm J. 2019; 27(7):1009-18. doi: 10.1016/j.jsps.2019.08.003.
https://doi.org/10.1016/j.jsps.2019.08.0... , o pueden resultar fotoinestables como la avobenzona ¹⁰10. Piovesana de Souza F, Campos GR, Packer JF. Determinação da atividade fotoprotetora e antioxidante em emulsões contendo extrato de Malpighia glabra L. - Acerola. J Basic Appl Pharm Sci. 2013;34(1):69-77..

Ciertos extractos vegetales elaborados a partir de metabolitos de plantas pueden utilizarse como filtros solares, gracias a su capacidad de absorber diferentes radiaciones¹¹11. Soares Dos Reis G, Ramos Paes de Lima, Furtado Valadao A, Lucy Moreira M. Preparación de un protector solar y evaluación de la acción fotoprotectora del propóleo verde del Vale do Aço, Minas Gerais, Brasil. Boletin Latinoam Caribe Plantas Med Aromat. 2009;8(4):282-288., combinándose con otros componentes de síntesis o pigmentos minerales para optimizar la eficacia fotofiltrante⁽¹⁰10. Piovesana de Souza F, Campos GR, Packer JF. Determinação da atividade fotoprotetora e antioxidante em emulsões contendo extrato de Malpighia glabra L. - Acerola. J Basic Appl Pharm Sci. 2013;34(1):69-77.^,1212. Prudencio Quiroz JM, Bustamante Arroyo EV. Determinación in vitro de la actividad fotoprotectora UVB en una crema de protección solar formulada con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii (Maca) [Internet] [Tesis]. Lima: Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2018. Disponible en: http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/cybertesis/7820.
http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/cy... .

Los extractos vegetales usados para filtración solar deben cumplir con características específicas: presentar una absorción de la radiación que oscile entre 290-400 nm ⁽¹³13. Costa SCC, Detoni CB, Branco CRC, Botura MB, Branco A, Costa SCC, et al. In vitro photoprotective effects of Marcetia taxifolia ethanolic extract and its potential for sunscreen formulations. Rev Bras Farmacogn. 2015;25(4):413-8. doi: 10.1016/j.bjp.2015.07.013.
https://doi.org/10.1016/j.bjp.2015.07.01... , ser probadas en condiciones normales de uso y fabricación, ser compatibles con los excipientes y con el material de acondicionamiento de los productos utilizados en las líneas solares y, finalmente, no ser tóxicos ²2. Schalka S, Steiner D, Ravelli FN, Steiner T, Terena AC, Marçon CR, et al. Brazilian Consensus on Photoprotection. An Bras Dermatol. 2014;89(6):1-74. doi:10.1590/abd1806-4841.20143971.
https://doi.org/10.1590/abd1806-4841.201... .

La maca (Lepidium meyenii o Lepidium peruvianum Chacon) es una planta originaria de los Andes centrales del Perú, resistente a granizadas, heladas y sequías prolongadas ¹⁴14. Esparza E, Hadzich A, Kofer W, Mithöfer A, Cosio EG. Bioactive maca (Lepidium meyenii) alkamides are a result of traditional Andean postharvest drying practices. Phytochemistry. 2015;116:138-48. doi: 10.1016/j.phytochem.2015.02.030.
https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2015... ; se cultiva desde la época incaica en altitudes comprendidas entre los 3800 y los 4500 m s. n. m.¹⁵15. Sifuentes-Penagos G, León-Vásquez S, Paucar-Menacho LM. Estudio de la Maca (Lepidium meyenii Walp.): cultivo andino con propiedades terapéuticas. Sci Agropecu. 2015;6(2):131-40. doi: 10.17268/sci.agropecu.2015.02.06.
https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.20... . La evidencia indica que el aumento en la producción de alcaloides está relacionado con la altitud y con la exposición a la radiación solar, tal como se descrito en Meconopsis quintuplinervia, planta originaria de China¹⁶16. Yang S, Liu D, Liu Y, Lu X, Hu F, Peng M. Analysis of total alkaloids in Meconopsis quintuplinervia from different localtites of Qinghai. Zhong Yao Cai Zhongyaocai J Chin Med Mater. 2006;29(5):430-2., y en Árnica montana que, con la altitud incrementó sus derivados de ácido cafeido ⁽¹⁷17. Spitaler R, Schlorhaufer PD, Ellmerer EP, Merfort I, Bortenschlager S, Stuppner H, et al. Altitudinal variation of secondary metabolite profiles in flowering heads of Arnica montana cv. ARBO. Phytochemistry. 2006;67(4):409-17. doi: 10.1016/j.phytochem.2005.11.018.
https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2005... . Es probable que los organismos que viven en estas altitudes desarrollen mecanismos de protección contra la sobreexposición a la radiación UV. Existen estudios experimentales que reportan alguna protección frente a la irradiación UV a partir de la aplicación tópica de extracto de maca ¹²12. Prudencio Quiroz JM, Bustamante Arroyo EV. Determinación in vitro de la actividad fotoprotectora UVB en una crema de protección solar formulada con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii (Maca) [Internet] [Tesis]. Lima: Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2018. Disponible en: http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/cybertesis/7820.
http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/cy... ^,1818. Gonzales-Castañeda C. Efecto protector de extractos de hojas de tres variedades de Lepidium meyenii contra el daño ocasionado por la Radiación UV-B en ratones. [Tesis para optar el grado de Magister]. Lima: Facultad de Ciencia y Filosofía, Universidad Peruana Cayetano Heredia; 2009..

Se requieren formulaciones fotoprotectoras para prevenir los efectos dañinos de la radiación UV sobre la piel con activos estables e inocuos o que sirvan de coadyuvantes para optimizar la acción de los filtros químicos. Existe evidencia previa del uso de extractos de plantas fotoprotectoras, por ello es posible plantear el uso del extracto de maca con fines fotoprotectores de forma que pueda utilizarse en formulaciones fitoterapéuticas. Por tal motivo éste estudio tiene por objetivo evaluar la actividad fotoprotectora de una formulación tópica de maca mediante irradiación UV en la piel de ratones, así como la determinación del factor de protección solar (FPS) in vitro.

MATERIALES Y MÉTODOS

Diseño

Se realizó un estudio experimental utilizando extracto acuoso liofilizado de Lepidium meyenii «maca» (ELM) aplicado tópicamente sobre la piel de ratones. La preparación del extracto acuoso y la marcha fitoquímica se realizó en el Laboratorio de Química Analítica y Farmacognosia de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM). La liofilización y el bioensayo se realizó en el Laboratorio de Microbiología y Virología, de la Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH). La formulación, evaluación del FPS y evaluación fisicoquímica se realizó en el Laboratorio de Fisicoquímica, del Centro Nacional de Control de Calidad (CNCC) del Instituto Nacional de Salud (INS). La evaluación histológica se realizó en el Instituto de Patología, de la Facultad de Medicina de la UNMSM.

Animales

Se usaron 35 ratones machos de cepa BALB/c de 26 ± 2 g de peso promedio, de aproximadamente 10 semanas de edad que fueron adquiridos del bioterio de la UPCH. Los ratones se colocaron en siete jaulas, a razón de cinco por jaula. Fueron puestos en un periodo de cuarentena de cinco días, antes de iniciar el ensayo, con fines de adaptación fisiológica y conductual. Las condiciones del ensayo fueron las siguientes: temperatura de 20-25 ºC, humedad de 50-70%, y fotoperiodo de 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad. Los animales consumieron alimentos balanceados, provenientes de la Universidad Nacional Agraria La Molina, y agua ad libitum. Se cumplieron con todas las directrices descritas en la Guide for the care and use of Laboratory animals ⁽¹⁹19. National Research Council. Guide for the care and use of laboratory animals. [Internet]. Washington D.C.: National Academies Press; 2011 [citado 14 de junio de 2020] p. 123. Disponible en: https://grants.nih.gov/grants/olaw/guide-for-the-care-and-use-of-laboratory-animals.pdf.
https://grants.nih.gov/grants/olaw/guide... y la "Guía de manejo y cuidado de animales de laboratorio: ratón” ²⁰20. Fuentes F, Mendoza R. Guía de manejo y cuidado de animales de laboratorio: ratón. Lima: Ministerio de Salud, Instituto Nacional de Salud; 2008. Disponible en: https://www.ins.gob.pe/insvirtual/images/otrpubs/pdf/GUIA_ANIMALES_RATON.pdf.
https://www.ins.gob.pe/insvirtual/images... .

Preparación del extracto acuoso liofilizado de Lepidium meyenii

Las raíces de Lepidium meyenii variedad amarilla se recolectaron de la zona andina de Pachacayo (3600 m s. n. m.) distrito de Canchaylla, provincia de Jauja, en la región Junín, en mayo de 2014. La identificación taxonómica se realizó en el Museo de Historia Natural, de la UNMSM (Constancia N.^o 57-USM-2014). Para preparar el ELM se pesaron 500 g de raíces de maca (previamente secadas y pulverizadas) y se cocieron con siete litros de agua desionizada por 60 minutos. El filtrado se guardó a -20 ºC y, posteriormente, se liofilizó.

Marcha fitoquímica

Se realizó la marcha fitoquímica para determinar los compuestos fitoquímicos mediante reacciones de coloración o precipitación ¹²12. Prudencio Quiroz JM, Bustamante Arroyo EV. Determinación in vitro de la actividad fotoprotectora UVB en una crema de protección solar formulada con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii (Maca) [Internet] [Tesis]. Lima: Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2018. Disponible en: http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/cybertesis/7820.
http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/cy... .

Formulación

La solubilidad se determinó usando los siguientes solventes: metanol, alcohol etílico y agua, ordenados de menor a mayor polaridad. Se formularon emulsiones aceite/agua (O/W) a las que se incorporó el ELM en dos concentraciones de 5% y 15% ⁽²¹21. Alayo Mendoza WE, Fiestas Jacinto R, Jara CIA, Saavedra EFC. Desarrollo de una crema de hojas de piper aduncum l. (piperaceae) con actividad fotoprotectora in vitro. Arnaldoa. 2018;25(1):115-26. doi: 10.22497/arnaldoa.251.25107.
https://doi.org/10.22497/arnaldoa.251.25... .

Actividad fotoprotectora - bioensayo

Para determinar la actividad fotoprotectora de la formulación con ELM se empleó el modelo biológico ⁽²²22. Hollands Barca IE, Gómez-Barry H, Miyares Cao CM. Modelo biológico para evaluar la acción fotoprotectora de un extracto de cordón umbilical humano. Rev Cuba Farm. 2003;37(1):20-6. de la incidencia de irradiación UV en la piel de ratón ¹⁸18. Gonzales-Castañeda C. Efecto protector de extractos de hojas de tres variedades de Lepidium meyenii contra el daño ocasionado por la Radiación UV-B en ratones. [Tesis para optar el grado de Magister]. Lima: Facultad de Ciencia y Filosofía, Universidad Peruana Cayetano Heredia; 2009.^,2323. Choi H, Ahn S, Lee BG, Chang I, Hwang JS. Inhibition of skin pigmentation by an extract of Lepidium apetalum and its possible implication in IL-6 mediated signaling. Pigment Cell Res. 2005;18(6):439-46. doi: 10.1111/j.1600-0749.2005.00266.x.
https://doi.org/10.1111/j.1600-0749.2005... . Se trabajó con siete grupos de ratones, cinco por grupo, que fueron tratados por vía tópica. El primer grupo (G1) fue el único que no estuvo expuesto a la radiación UV. Los demás grupos estuvieron expuestos y se clasificaron de siguiente forma: sin tratamiento (G2); protección solar comercial con FPS 30 (G3); placebo (formulación sin ELM) (G4); ELM al 15% en agua (G5); ELM al 5% en crema (G6), y ELM al 15% en crema (G7). Se trazó un círculo de aproximadamente de 2 cm de diámetro en la superficie dorsal de cada animal para posteriormente depilarlos 24 horas antes del inicio de la irradiación UV. Se dejó reposar a los ratones para observar alguna alteración a nivel dermal (irritación, eritema o edema). El volumen de aplicación por cada tratamiento fue de 100 uL por área depilada expuesta.

Los ratones se anestesiaron con ketamina (40 mg/kg) y xilacina (15 mg/kg) minutos antes de la irradiación en la cámara de exposición. Se colocó cada ratón a 15 cm de la fuente de irradiación UV durante 30 minutos. La irradiación se realizó una vez al día durante tres días consecutivos (equipo: Spectroline, LongLife filtro n.^o1575586, NY, EE. UU.), siendo 3,3 mW/cm² la cantidad de energía de UV expuesta sobre la piel y medida por medio de un radiómetro (UDT 371 instrumentos ópticos medidor de potencia, modelo # 268 UVC; Thorlabs, Newton, Nueva Jersey, EE. UU.).

Para la evaluación histológica se sacrificaron los animales por sobredosificación de anestésico, dos horas después de la última exposición. Por cada animal se seccionó una muestra de piel de 2 cm de diámetro, el cual se colocó en formol al 4% para realizar una lectura histológica. Los fragmentos de piel se procesaron por la técnica de inclusión en parafina y coloración con hematoxilina y eosina para su estudio histopatológico. Las observaciones se llevaron a cabo utilizando un microscopio óptico Nikon eclipse Ci (Japón) realizando mediciones por secciones entre el estrato granulosum y la unión dermoepidérmica ¹⁸18. Gonzales-Castañeda C. Efecto protector de extractos de hojas de tres variedades de Lepidium meyenii contra el daño ocasionado por la Radiación UV-B en ratones. [Tesis para optar el grado de Magister]. Lima: Facultad de Ciencia y Filosofía, Universidad Peruana Cayetano Heredia; 2009..

Determinación del factor de protección solar

Se pesó 1 g de la formulación con ELM al 15% y se realizaron diluciones hasta obtener una concentración final de 0,2 mg/mL. Se procedió igual para la formulación con benzofenanona-4 (BZF-4) al 1,5% y para el bloqueador solar del mercado. Las absorbancias de las soluciones fueron determinadas mediante un espectrofotómetro UV Jasco V-650 Spectrophotometer (Japón), en el rango de 290 a 320 nm (Tabla 1), con intervalos de 5 nm utilizando una cubeta de cuarzo de 1 cm. Los análisis fueron realizados por triplicado y el FPS fue calculado de acuerdo con la ecuación matemática desarrollada por Mansur et al.²⁴24. Mansur J de S, Breder MNR, Mansur MC d'Ascençäo, Azulay RD. Determinaçäo do fator de proteçäo solar por espectrofotometria. Bras Dermatol. 1986;121-4.

Donde FPS: factor de proteccion solar; FC: 10 (factor de correccion); EE(λ): efecto ABS de la radiacion de longitud de onda λ; I (λ): intensidad del sol en la longitud de onda λ; ABS (λ): absorbancia de la solucion en la longitud de onda λ. La relacion entre el efecto eritemogenico y la intensidad de la radiacion de cada longitud de onda (EE (λ) x I (λ)) es una constante determinada por Sayre et al. (30) (Tabla 1).

Evaluación de las características fisicoquímicas

Se evaluó el aspecto, color y olor de la formulación con ELM al 15% y al 5% mediante inspección sensorial, visual y olfativa en muestras almacenadas a temperatura ambiente, evitando el contacto con la luz solar. Para la determinación del pH, se utilizó potenciómetro 691 pH Meter Metrohm (Suiza), electrodo de vidrio combinado Metrohm 6.0228.00 (Suiza), se usó el capítulo <791>pH, USP 38 y soluciones buffers (pH 4,00 y pH 7,00). Para la determinación de separación de fases, se centrifugaron las muestras en el equipo EVA21 Hettich Zentrifugen (Alemania) a 3000 rpm por 30 minutos ²⁵25. United States Pharmacopeial 38. Rockville, MD: USP 38; 2015.. Para el ensayo de viscosidad se usó Brokfiels DV-II+Viscosimeter (MA 02346 Estados Unidos) se midió a 25 °C de temperatura. Se evaluó a las 24 horas, 90, 180 y 240 días.

Análisis estadístico

Para la evaluación del grosor de la piel de ratón en micras, se realizó la prueba de normalidad de Shapiro Wilk para cada grupo de tratamiento incluyendo los controles positivos y negativos, en el análisis intergrupos se utilizó la prueba no paramétrica de Kruskal Wallis debido a que las varianzas intergrupos eran desiguales (prueba de Bartlett p=0,010), se utilizó la prueba de Dunn para realizar inferencias simultáneas en parejas. Asimismo, los resultados del factor de protección solar fueron expresados con la media y desviación estándar. Se asumió un nivel de significancia de 0,05 para todas las pruebas estadísticas. Todos los análisis se realizaron con el programa estadístico Stata 15.

Aspectos éticos

Este estudio fue aprobado por el Comité Institucional de Ética en Investigación del Instituto Nacional de Salud (CIEI-INS) (Código N.^o OT-047-14) y por el Comité de Ética para el uso de Animales en Investigación del Instituto Nacional de Salud (CIEA-INS). El método de eutanasia empleado fue sobredosificación de anestésico, un método aceptable para roedores descrito en Guide for the Care and Use of Laboratory Animals¹⁹19. National Research Council. Guide for the care and use of laboratory animals. [Internet]. Washington D.C.: National Academies Press; 2011 [citado 14 de junio de 2020] p. 123. Disponible en: https://grants.nih.gov/grants/olaw/guide-for-the-care-and-use-of-laboratory-animals.pdf.
https://grants.nih.gov/grants/olaw/guide... .

RESULTADOS

En el estudio fitoquímico de ELM, se encontraron, principalmente, alcaloides o compuestos nitrogenados, y en menor proporción azúcares y compuestos fenólicos, no se encontró presencia de taninos, quinonas, esteroles y flavonoides (Tabla 2). Respecto a la solubilidad, el ELM fue totalmente soluble en agua, parcialmente en alcohol etílico e insoluble en metanol.

En la evaluación de la actividad fotoprotectora de la maca en ratones, los grupos en los que no se usó tratamiento (G2) o en los que se usó crema sin ELM (G4) la mediana del grosor de la piel fue mayor (27,28 µm y 27,33 µm, respectivamente) en comparación al grupo que no estuvo expuesto a la radiación (G1) o al grupo que utilizó algún protector solar comercial (G3) y a los que usaron el ELM en las formulaciones. Entre los grupos de intervención, la mediana de menor grosor se encontró en el que utilizó crema con ELM al 15% (G7) (14,2 RI: 10,42-19,27) (Tabla 3, Figura 1).

Para las inferencias por pares, en el grupo no expuesto a la radiación (G1) se encontraron diferencias estadísticamente significativas en comparación con los grupos expuestos a la radiación sin tratamiento (G2) (p < 0,001), con protector solar con FPS 30 (p = 0,041), crema con ELM (p < 0,001), agua con ELM 15% (p = 0,005) y crema con ELM 5% (p = 0,044) (Tabla 4).

Para el G3 solo se encontró diferencia significativa con G4 (p = 0,050). En los demás casos, todas las fórmulas ofrecen fotoprotección con variaciones no detectables significativamente en el grosor de la piel. En el caso de G4 se encontró diferencia significativa con G6 (p = 0,047) y G7 (p < 0,001), y no se encontró diferencia significativa con G5 (p = 0,088). G5 presenta diferencia significativa con (G7) (p = 0,011). Finalmente, en G6 no se encontró diferencia significativa con G7, lo cual indica que con relación al grosor de la piel la fotoprotección de la fórmula y la concentración al 5% y al 15% no tendría diferencia significativa (Tabla 4).

En la determinación del FPS in vitro calculado en nanómetros (nm) para la formulación de crema con ELM al 15% fue de 5,480 ± 0,020, para BZF-4 al 1,5% fue de 6,854 ± 0,001 y para el bloqueador solar del mercado fue de 11,504 ± 0,027.

En la evaluación fisicoquímica de la formulación se observó compatibilidad entre el ELM y la crema (base), lo que dio como resultado un preparado de aspecto uniforme, sin cambios de textura, color y olor, y no se evidenció floculación, coagulación, precipitación, coalescencia ni granulado. Las cremas con ELM presentaron un olor suigéneris propio de la especie. Al ser centrifugado no se observó separación de fases o cambios de textura del producto. El pH se encontró dentro del rango aceptable para uso tópico (Tabla 5).

DISCUSIÓN

En el presente estudio se observa que la crema con ELM al 15% presentó actividad fotoprotectora en la piel de ratones irradiados con rayos UV, la formulación también presentó FPS in vitro y se determinó que los principales componentes del ELM eran los alcaloides.

El modelo biológico proporciona información sobre el daño que causa la radiación UV sobre la piel de ratón irradiado⁽²²22. Hollands Barca IE, Gómez-Barry H, Miyares Cao CM. Modelo biológico para evaluar la acción fotoprotectora de un extracto de cordón umbilical humano. Rev Cuba Farm. 2003;37(1):20-6.. La exposición a la radiación UV sin protección produce un aumento del grosor epidérmico (hiperplasia) y un aumento del número de células de quemadura solar ²2. Schalka S, Steiner D, Ravelli FN, Steiner T, Terena AC, Marçon CR, et al. Brazilian Consensus on Photoprotection. An Bras Dermatol. 2014;89(6):1-74. doi:10.1590/abd1806-4841.20143971.
https://doi.org/10.1590/abd1806-4841.201... . Gonzales-Castañeda ¹⁸18. Gonzales-Castañeda C. Efecto protector de extractos de hojas de tres variedades de Lepidium meyenii contra el daño ocasionado por la Radiación UV-B en ratones. [Tesis para optar el grado de Magister]. Lima: Facultad de Ciencia y Filosofía, Universidad Peruana Cayetano Heredia; 2009. encontró que los extractos de hojas de maca amarilla, negra y roja disminuyen el grosor epidérmico, evita la infiltración leucocitaria y la generación de queratinocitos atípicos muy similar al grupo control. En el presente estudio se observaron resultados similares, ya que no se encontró diferencia significativa entre el grupo control (G1) no expuesto a la radiación y el grupo (G7) crema con ELM al 15%, esto podría explicarse porque la protección otorgada por el grupo de mayor concentración del principio activo es bastante similar a la no exposición y, por lo tanto, no habría cambios significativos de la unión dermoepidérmica.

Para el grupo sin tratamiento con irradiación (G2) se encontraron diferencias significativas con el grupo con protector solar comercial (G3), crema con ELM al 5% (G6) y crema con ELM al 15% (G7), esto puede explicarse porque las fórmulas contienen el principio activo de ELM o el filtro solar de la formulación comercial; sin embargo, en los grupos de crema sin ELM (G4) y agua con ELM al 15% (G5) no se reporta diferencia significativa, podría ser porque en G4 tampoco hay un principio activo que brinde fotoprotección y en el G5, a pesar de haber el ELM al 15%, el vehículo es agua, el cual no sería el más adecuado para su aplicación tópica por su menor tiempo de fijación en la piel ²⁶26. Yaringaño Moreano JM. Formulación de una crema dermocosmética a base de Mauritia flexuosa L. f. y Copaifera reticulata var. peruviana con efecto regenerador de la piel lesionada en ratones Mus musculus BALB/c. [Internet] [Tesis]. Lima: Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2015. Disponible en: https://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/20.500.12672/4454.
https://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/2... , que el vehículo crema. En el grupo crema sin ELM (G4) se encontró diferencia significativa con las formulaciones de crema con ELM al 5% y crema con ELM al 15%, esto se explicaría por la existencia de efecto fotoprotector en las dos concentraciones.

Respecto al FPS usando el método de Mansur para la determinación del FPS in vitro, diversos estudios encontraron un FPS por debajo de 3 como lo reporta Costa et al. ⁽¹³13. Costa SCC, Detoni CB, Branco CRC, Botura MB, Branco A, Costa SCC, et al. In vitro photoprotective effects of Marcetia taxifolia ethanolic extract and its potential for sunscreen formulations. Rev Bras Farmacogn. 2015;25(4):413-8. doi: 10.1016/j.bjp.2015.07.013.
https://doi.org/10.1016/j.bjp.2015.07.01... ⁾ con un FPS de 2,23 en una formulación con extracto de Marcetia taxifolia al 20%. Alayo et al.²¹21. Alayo Mendoza WE, Fiestas Jacinto R, Jara CIA, Saavedra EFC. Desarrollo de una crema de hojas de piper aduncum l. (piperaceae) con actividad fotoprotectora in vitro. Arnaldoa. 2018;25(1):115-26. doi: 10.22497/arnaldoa.251.25107.
https://doi.org/10.22497/arnaldoa.251.25... obtuvieron un FPS de 2,29 en una crema fotoprotectora de tipo O/W con extracto hidroalcohólico de las hojas de Piper aduncum. Inocente et al.²⁷27. Inocente-Camones MÁ, Tomas-Chota GE, Huamán-Malla J, Muñoz-Jáuregui AM, García-Morán RI, Quispe-Fuentes G, et al. Actividad antioxidante y fotoprotectora in vitro de una loción y gel elaborados con extracto estabilizado de camu camu (Myrciaria dubia, Kunth). Rev Soc Quím Perú. 2014; 80(1):65-77. reportaron en una formulación con extracto de camu camu al 15% un FPS de 2,667 ± 0,044 y para la loción placebo un FPS de 0,589 ± 0,057, respectivamente. Estos resultados podrían explicarse porque los valores bajos de FPS son consecuencia de la baja concentración de las moléculas con capacidad para absorber la radiación UV (cromóforos) ²⁷27. Inocente-Camones MÁ, Tomas-Chota GE, Huamán-Malla J, Muñoz-Jáuregui AM, García-Morán RI, Quispe-Fuentes G, et al. Actividad antioxidante y fotoprotectora in vitro de una loción y gel elaborados con extracto estabilizado de camu camu (Myrciaria dubia, Kunth). Rev Soc Quím Perú. 2014; 80(1):65-77.. Asimismo, podrían considerarse en la categoría de FPS bajo, como lo indica la Australian Regulatory Guidelines for Sunscreens del 2019 ⁽²⁸28. Australian regulatory guidelines for sunscreens (ARGS) [Internet]. Therapeutic Goods Administration (TGA). Australian Government Department of Health; 2019 [citado 11 de febrero de 2021]. Disponible en: https://www.tga.gov.au/publication/australian-regulatory-guidelines-sunscreens-args.
https://www.tga.gov.au/publication/austr... .

Este estudio encontró en la formulación (crema con ELM al 15%) un FPS de 5,480 ± 0,020. Estos resultados son diferentes a lo reportado por Prudencio Quiroz y Bustamante Arroyo ¹²12. Prudencio Quiroz JM, Bustamante Arroyo EV. Determinación in vitro de la actividad fotoprotectora UVB en una crema de protección solar formulada con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii (Maca) [Internet] [Tesis]. Lima: Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2018. Disponible en: http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/cybertesis/7820.
http://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/cy... ⁾ en su formulación con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii (base + filtro solar 5% + maca 10%) con un FPS de 8,354 ± 0,003, cabe mencionar que su formulación utilizó un filtro solar (benzofenona-3) al 5% con un FPS de 4,960 ± 0,001. Los resultados entre ambos estudios difieren debido a los diferentes tipos de extractos de maca utilizados.

Respecto a las concentraciones de extracto en las formulaciones, Soares et al.¹¹11. Soares Dos Reis G, Ramos Paes de Lima, Furtado Valadao A, Lucy Moreira M. Preparación de un protector solar y evaluación de la acción fotoprotectora del propóleo verde del Vale do Aço, Minas Gerais, Brasil. Boletin Latinoam Caribe Plantas Med Aromat. 2009;8(4):282-288.⁾ reportaron un FPS de 5,05 en una formulación con extracto de propóleo al 20% y 40%, en esta última encontró valores de FPS sobre 10. Se puede inferir que, para llegar a FPS superiores a 10, se deben usar concentraciones superiores al 20% de los extractos de plantas que actúan como filtros solares.

Zhou et al.²⁹29. Zhou Y, Li P, Brantner A, Wang H, Shu X, Yang J, et al. Chemical profiling analysis of Maca using UHPLC-ESI-Orbitrap MS coupled with UHPLC-ESI-QqQ MS and the neuroprotective study on its active ingredients. Sci Rep. 2017;7. doi: 10.1038/srep44660.
https://doi.org/10.1038/srep44660... encontraron principalmente alcaloides, glucosinolatos y macaenos en los extractos de Lepidium meyenii, de manera similar al presente estudio, cuyos componentes mayoritarios fueron también los alcaloides. Asimismo, estudios realizados anteriormente han aislado tres tipos de alcaloides de las raíces de maca: alcaloides imidazólicos de Lepidiline A y B y la Macaridina (derivado bencilado1,2-dihidro-N-hidroxipiridina) ¹⁵15. Sifuentes-Penagos G, León-Vásquez S, Paucar-Menacho LM. Estudio de la Maca (Lepidium meyenii Walp.): cultivo andino con propiedades terapéuticas. Sci Agropecu. 2015;6(2):131-40. doi: 10.17268/sci.agropecu.2015.02.06.
https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.20... , Yang et al.¹⁶16. Yang S, Liu D, Liu Y, Lu X, Hu F, Peng M. Analysis of total alkaloids in Meconopsis quintuplinervia from different localtites of Qinghai. Zhong Yao Cai Zhongyaocai J Chin Med Mater. 2006;29(5):430-2.⁾ reportaron que el contenido total de alcaloides de Meconopis uintuplinervia aumenta con la altitud. Spitaler et al. ⁽¹⁷17. Spitaler R, Schlorhaufer PD, Ellmerer EP, Merfort I, Bortenschlager S, Stuppner H, et al. Altitudinal variation of secondary metabolite profiles in flowering heads of Arnica montana cv. ARBO. Phytochemistry. 2006;67(4):409-17. doi: 10.1016/j.phytochem.2005.11.018.
https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2005... indicaron que los metabolitos secundarios de Árnica Montana estaban relacionados con la altitud, resultados que se discuten por la captación de radicales de compuestos fenólicos y su importancia para la vida vegetal en ambientes con radiación UV elevada, esto podría indicar que los alcaloides son los responsables de la actividad fotoprotectora.

Sobre el control de la calidad de las formulaciones con ELM al 15% se observó que las propiedades macroscópicas reflejaron una correcta interacción entre los componentes, una elevada compatibilidad entre el ELM y todos los excipientes de la formulación, la base de nuestra formulación fue una emulsión O/W, base que tiene mayor cantidad de medio acuoso. Existe referencia que los alcaloides de la maca se combinan con los ácidos dando lugar a la formación de sales de alcaloides, estos son cristalizables y solubles en agua ¹⁵15. Sifuentes-Penagos G, León-Vásquez S, Paucar-Menacho LM. Estudio de la Maca (Lepidium meyenii Walp.): cultivo andino con propiedades terapéuticas. Sci Agropecu. 2015;6(2):131-40. doi: 10.17268/sci.agropecu.2015.02.06.
https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.20... , lo cual podría explicar por qué el activo de ELM se solubilizó fácilmente al adicionarse a la emulsión (O/W) coincidiendo con los resultados de solubilidad que reportamos, donde el ELM es totalmente soluble en agua.

La evaluación del pH es uno de los parámetros usados para monitorear los cambios en la estructura de la formulación (reacciones de hidrólisis y oxidación o cambios resultantes de proceso de fabricación, como contaminación bacteriana) que a veces no son detectables visualmente y pueden afectar la calidad, eficacia y seguridad de producto final ⁽¹⁰10. Piovesana de Souza F, Campos GR, Packer JF. Determinação da atividade fotoprotetora e antioxidante em emulsões contendo extrato de Malpighia glabra L. - Acerola. J Basic Appl Pharm Sci. 2013;34(1):69-77.^,2626. Yaringaño Moreano JM. Formulación de una crema dermocosmética a base de Mauritia flexuosa L. f. y Copaifera reticulata var. peruviana con efecto regenerador de la piel lesionada en ratones Mus musculus BALB/c. [Internet] [Tesis]. Lima: Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2015. Disponible en: https://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/20.500.12672/4454.
https://cybertesis.unmsm.edu.pe/handle/2... . Este estudio encontró el pH dentro del rango aceptable, de 4,0 a 6,5, para uso en la piel. El color observado fue beis, un color muy similar a la piel humana, por tal motivo esta característica podría tener una aplicación sensorial bastante aceptable en dermatología, porque, en comparación con los filtros físicos que dejan la piel algo blanquecina, esta formulación proporciona un aspecto más natural.

Como limitación del estudio se debe mencionar que el método de Mansur utiliza para el cálculo del FPS solo los valores de radiación UV de 290 a 320 nm, sin incluir todo el rango UV, es decir desde los 200 hasta los 400 nm ²⁴24. Mansur J de S, Breder MNR, Mansur MC d'Ascençäo, Azulay RD. Determinaçäo do fator de proteçäo solar por espectrofotometria. Bras Dermatol. 1986;121-4..

En conclusión, la formulación con ELM al 15% muestra actividad fotoprotectora frente a la radiación UVB in vivo e in vitro, los alcaloides fueron los componentes fitoquímicos mayoritarios encontrados en el ELM y la crema resultó ser compatible químicamente con el activo (ELM), dando la posibilidad de usar esta formulación como agente fotoprotector solo o asociado a otros filtros solares.

Agradecimientos:

Al Q. F. Armando Rivero por el apoyo en el CNCC-INS para la realización de los análisis fisicoquímicos, al Dr. José Ráez (fallecido) del Instituto de Patología de la UNMSM por su apoyo de muestras histológicas, a la Q. F. Bertha Jurado (fallecida) por su ayuda en el estudio fitoquímico en la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UNMSM, al Téc. Lab. Juan Cueva (fallecido) por su apoyo en la liofilización del extracto acuoso de maca en la UPCH.

Referencias bibliográficas

Fechas de Publicación

Histórico