O mundo tem sido caracterizado pelo envolvimento das cores, que são as expressões fashion, tendências da moda, prazer relacionado ao bem estar, manter-se atualizado, com tons vivos. Os consumidores sentem uma necessidade especial em manter seus valores, ou seja, fixação das cores por mais tempo, manter a aparência do novo em função das freqüentes lavagens e tratamentos.
 

ORIGEM DOS COLORANTES

Tingir os cabelos é uma arte antiga, que remonta aos tempos dos faraós. Há mais de três mil anos os egípcios foram os primeiros a desenvolver a técnica de tintura de tecidos e de cabelos, utilizando inúmeros corantes que extraíam da matéria animal e vegetal. Estes mesmos corantes foram utilizados por muitas civilizações no decorrer dos séculos, e mesmo até nos dias atuais. E ainda estão ligados à Antigüidade que mesmo o som dos seus nomes originais como “Camomila”, “Henna” e “Indigo”, somente para citar alguns, transmitem uma aura de magia e mistério(1).

Até o último terço do século XIX, a coloração capilar era feita através de mistura de plantas e compostos metálicos muito embora a primeira tintura orgânica sintética o “Pirogalol” (1,2,3 – Trihidroxibenzeno) ter sido observado pela primeira vez pôr Scheele em 1786, somente foi isolado e identificado por Bracconot em 1832 (22).
 

A COR DO CABELO

Dois principais tipos de pigmentos produzem a ampla gama de cores nos fios de cabelo dos mamíferos: as eumelaninas (preta e marrom), caracteristicamente insolúveis, e as feomelaninas, solúveis em álcalis e que variam da cor amarela até marrom avermelhado. Estes dois grupos de pigmentos são produzidos, sob controle genético, em melanócitos na camada basal da raiz dos cabelos. Os grânulos de melanina são transferidos para os queratinócitos circundantes à medida que migram da matriz para a haste do cabelo.

• EUMELANINAS: Quimicamente, as eumelaninas são polímeros que consistem principalmente em 5,6-di-hidroxiidol (DHI) e, em menor quantidade, de 5,6-di-hidroxi-indól-2-ácido carboxílico (DHICA), ligados através de vários tipos de ligações carbono-carbono. Outras unidades, presentes em proporções menores, incluem 5,6-di-hidroxi-indól semi-quinona e pirrol carboxilado. Esses elementos menores provavelmente decorrem da fissão parcial de indóis pelo peróxido de hidrogênio formado durante a melanogênese.

• FEOMELANINAS: Muito menos se sabe sobre a estrutura geral das feomelaninas, que incluem diversos pigmentos de diferentes estruturas e composições. As que foram investigadas mais extensamente são aquelas encontradas nos fios de cabelo amarelo-avermelhado e nas penas das galinhas. Em termos amplos, as feomelaninas caracterizam-se por complexa mistura de polímeros que contêm alta porcentagem (10-12%) de enxofre, apresentando-se principalmente em unidades de 1,4-benzo-tiazinil-alina unidas aleatoriamente através de vários tipos de ligações. Esse mesmo tipo de unidade estrutural é encontrado nos tricocromos, moléculas muito menores em estrutura, de composição bem definida, e também encontradas no cabelo vermelho. As principais unidades estruturais das melaninas estão descritas na Figura 01.
 

FIGURA 01 - Unidades Estruturais das Melaninas


 

• OXIMELANINAS: No homem e em outros mamíferos, no entanto, são encontrados pigmentos amarelos ou avermelhados que não contém enxofre e que, portanto, são quimicamente distintos dos materiais descritos acima. Foi sugerido que esses pigmentos, de cor semelhante à das feomelaninas fossem, na verdade, eumelaninas branqueadas, surgidas da clivagem peroxidante parcial de unidades de 5,6-di-hidroxi-indól. Por este motivo, o nome ideal para estes pigmentos é oximelanina. São pigmentos formados, in vivo, por mecanismo similar à descoloração do cabelo pelo peróxido de hidrogênio, que há muito tempo é usado como tratamento cosmético para clarear a cor natural dos fios de cabelo(2-7).
 

PORQUE COLORIR OS CABELOS

Atualmente estima-se que 40 a 45% das mulheres dos países industrializados consumam produtos colorantes. E as principais razões são:

Tendência da moda: A cor dos cabelos tem importante impacto nas interações sociais e podem despertar fortes respostas emocionais. Muitas vezes, reflete nosso relógio biológico.

Mascarar as alterações Fisio-Cronológicas: O cabelo loiro e castanho freqüentemente é mais claro na infância, escurecendo durante a adolescência até a idade adulta. Algumas formas de cabelo grisalho têm relação com fatores nutricionais e podem ser prontamente revertidas pela mudança dietética; mas, o encanecimento natural que ocorre com a idade, parece estar de alguma forma relacionado com a exaustão irreversível da enzima formadora de melanina, a tirosinase. Embora algumas pessoas comecem a ficar com o cabelo grisalho já aos 20 anos, na maior parte dos casos isso acontece mais tarde. A época de ocorrência desse processo é determinada geneticamente. A conseqüente perda da cor dos cabelos preocupa muitas pessoas quase quanto à calvície. À vontade de mascarar as mudanças de cor que acompanham o envelhecimento é uma das razões pelas quais as pessoas de todas as idades mudam a cor dos cabelos.
 

O PROCESSO DE COLORAÇÃO E O SEU PARADOXO

Há aproximadamente um século, o desenvolvimento da ciência da química orgânica sintética disponibilizou inúmeras tinturas novas mais eficientes. Atualmente, muitos corantes são superiores àqueles que podem ser extraídos de substâncias naturais, o que é evidenciado pelas diversas cores que conhecemos. Mas há um problema com relação à tintura de cabelo humano, um paradoxo: a porção externa do cabelo humano, ou cutícula apresenta inúmeras camadas de escamas interligadas; caso se deseje que a cor não saia do cabelo ou não seja facilmente lavada, as moléculas do corante devem penetrar na cutícula e serem absorvidas pelo córtex. No entanto, diferente dos tecidos, que podem ser tingidos em temperaturas altas e por muitas horas, o cabelo humano deve ser tingido em temperatura ambiente, com período de aplicação relativamente curto. Portanto, para que as moléculas penetrem na cutícula do cabelo humano, elas devem difundir muito rapidamente. Isto significa que as moléculas que constituem as tinturas de cabelo devem ser pequenas. Contudo, para colorir o suficiente e ser utilizada como corante, a molécula deve ser relativamente grande: Este é o PARADOXO. Embora pareça uma situação impossível, há pelo menos quatro diferentes soluções para o problema, e cada solução dá origem a um tipo diferente de produto colorante para os cabelos.

Os processo de coloração dos cabelos são baseados em sistemas oxidativos, iônicos, metálicos ou reativos. Estes são classificados como:

• Sistema Permanente ou Oxidante:

São formados por substâncias intermediárias ou precursoras de cor e acopladores. As substâncias intermediárias funcionam como corantes apenas depois de oxidadas (H2O2), ligando-se aos acopladores e produzindo a cor desejada. O processo baseia-se portanto em reações de precursores - pigmentos, que ocorrem no interior da fibra capilar sob condições específicas , estas reações geralmente ocorrem em meio alcalino (amônia) pH 8 a 10, Figura 02. A amônia promove a tumefação e abertura das cutículas facilitando a absorção dos corantes e do peróxido de hidrogênio. Ajustando as proporções de oxidante (H2O2), precursores e acopladores, pode-se obter tonalidades mais claras ou escuras.

FIGURA 02 – Mecanismo de Sistema de Coloração Permanente.

Os corantes precursores são derivados da Anilina, Figura 03. Os precursores são di-funcionais orto ou para-diaminas ou amino-fenóis que são oxidados para diimina p-quinona.
 

FIGURA 03 – Ex. de Corantes Precursores utilizados em Colorações para Cabelos.

Estes produtos, em geral, proporcionam abertura demasiada das cutículas, necessária para otimizar a absorção dos corantes pelo córtex, como conseqüência deste mecanismo, há diminuição da maciez, brilho, aumento do esforço necessário para pentear, atributos indispensáveis e desejados em um cabelo saudável. A Figura 04 apresenta a imagem da fibra de cabelo submetida ao tratamento por sistema de coloração permanente(29).
 

FIGURA 04 – Micrografia de Cabelo Submetido a Coloração Permanente : (a) Imagem MEV, 1000X, 10kV; (b) Imagem MEV, 5000X, 10kV; (c) Imagem MEV, 10000X, 10kV.

• Sistema Semi-Permanente

Outra solução ao grande paradoxo da tintura de cabelo envolve o uso de moléculas de tamanho intermediário. Um número relativamente pequeno de materiais apresenta tamanho molecular suficientemente pequeno para penetrar no cabelo, embora ainda sejam grandes para serem usadas como tinturas. Alguns exemplos são dados na Figura 05.
 

FIGURA 05 – Exemplos de Corantes utilizados em Tinturas Semi-Permanentes.

Uma peculiaridade que pode ser observada nas estruturas acima é que se para cada cor há dois corantes que podem ser utilizados, um de peso molecular relativamente baixo e outro significativamente maior, Figura 06. Isto, como será aplicado, não é uma simples coincidência. Neste momento, deve-se entender que estes corantes realmente penetram na cutícula do cabelo e são depositados no córtex. Eles não são removidos com uma simples lavagem com água e não sofrem o efeito fricção, como ocorre com os corantes temporários serão descritos posteriormente. Contudo, como estes corantes são bem pequenos para se difundir através da cutícula para o córtex, é provável que eles retornem novamente para fora, e a utilização de xampus os remova gradualmente. Em geral, eles saem do cabelo com cinco ou seis aplicações de xampus, o brilho acaba e o cabelo cinza começa a aparecer, sendo necessário reaplicar o produto. Como estes corantes não são verdadeiramente permanentes, nem são completamente removidos com uma ou duas lavagens com xampu, eles são denominados semipermanentes.

Estes produtos, também, de forma geral, proporcionam abertura das cutículas, necessária para otimizar a absorção dos corantes pelo córtex, como conseqüência deste mecanismo, há diminuição da maciez, brilho, aumento do esforço necessário para pentear, atributos indispensáveis e desejados em um cabelo saudável.

FIGURA 06 – Mecanismo de Sistema de Coloração Semi-Permanente.

• Sistema Temporário

Uma das soluções para o paradoxo acima é ignorar totalmente o problema, isto é, usar corantes que apresentem moléculas grandes em sua composição, demasiadamente grandes que não podem atravessar a cutícula do cabelo sob condições normais. Corantes como esses, normalmente são muito grandes para penetrar a cutícula do cabelo. Os produtos de tintura de cabelo que usam tais corantes geralmente são aplicados por processo de deposição. Deixa-se a solução de corante secar sobre o cabelo e os corantes se depositam sobre a superfície da cutícula – Figura 07.
 

FIGURA 07 – Mecanismo do Sistema de Coloração Temporária.

Algumas desvantagens importantes também estão associadas às tinturas temporárias: os corantes são removidos pelo uso de xampu, e até pela simples humectação dos cabelos. A exposição à chuva pode transferir o corante para as roupas ou pode mesmo colorir a pele; o corante pode até manchar superfícies como roupas de cama.
 

OS MECANISMOS FÍSICO-QUÍMICOS

Muitas investigações têm sido feitas em cabelos danificados: descoloridos, permanentados, submetidos a estresse térmico. Beyak(25) estabeleceu que ambos os tratamentos por descoloração ou permanentes podem resultar na perda de 20% das propriedades mecânicas.

Robbins e Kelly(26,27) estudaram a alteração da composição química dos amino ácidos e encontraram mudanças para cabelos descoloridos e permanentados. Estes danos têm sido estudados primariamente por análises das propriedades das fibras, métodos por difusão de corantes, composição de amino ácidos, propriedades mecânicas, sendo os danos da superfície da fibra visualizados por microscópia eletrônica de varredura.

Os efeitos dos danos fotoquímicos nos cabelos causados pela exposição a radiação solar ultravioleta A e B foram estudados por Robbins e Bahl(28) que mostraram a redução das propriedades mecânicas das fibras expostas a radiação ultravioleta, segundo este autor a redução é causada pela degradação química das cadeias protéicas, especialmente a ligação S-S atribuídas ao aminoácido cistina.

De acordo com o mecanismo de fotólise proposto por Tolgyesi(28), cistina, tirosina, fenilanina e resíduos de triptofano absorvem radiação ultravioleta resultando na formação de radicais livres. Segundo este autor a cisão homolítica das ligações dissulfídicas ocorre. A melanina, o pigmento natural da fibra, promove a proteção parcial da cor natural do cabelo, esta age de maneira a se sacrificar em proteção a ligação dissulfídica, desta forma ocorre a descoloração da cor natural da fibra.

Gonzenbach(17) et al., desenvolveu um estudo comparativo do comportamento de dez diferentes filtros solares na proteção dos cabelos de cor natural, preto e loiro. Segundo o autor o processo de descoloração do cabelo preto é detectável somente, após 300 horas de exposição a radiação solar, continuando até 600 horas. Para cabelos naturais de coloração loira, o processo de descoloração se torna significante após 300 horas seguindo até 1200 horas de exposição a radiação solar. Este estudo demonstrou que os filtros solares podem efetivamente reduzir os danos relacionados a perda protéica provocada pela radiação ultravioleta A e B, mas não em relação a proteção dos corantes sintéticos depositados na fibra do cabelo.

Pinheiro, S.A.(2-5) et al., caracterizou os danos provocados por ação de produtos descolorantes através de microscopia eletrônica de varredura em conjunto com a microscopia de força atômica, segundo o autor, as técnicas citadas são efetivas para caracterizar a substantividade de produtos cosméticos.

Percebe-se através das literaturas publicadas (07-29) poucos estudos, relacionados à proteção da cor dos cabelos tingidos, relacionados à manutenção e fixação dos corantes orgânicos sintéticos promovidos pelos produtos colorantes disponíveis no mercado.

A KosmoSCIENCE tem estudado de forma sistemática os mecanismos de degradação da cor dos cabelos tingidos: seus efeitos quando expostos a radiação ultravioleta A e B, além dos efeitos de fricção-abrasão causados pelos tratamentos diários provocados por xampus, condicionadores, creme de tratamento e creme de pentear seguidos pelo processo de secagem e escovamento.

Para maiores informações entrem em contato com o canal técnico direto H&C/KosmoSCIENCE, ks@kosmoscience.com

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