INTRODUCCIÓN

En el mundo se ha evidenciado el incremento de la radiación ultravioleta (UV) como consecuencia inmediata del adelgazamiento de la capa de ozono ^{1 , 2}, lo que constituye una amenaza para el ser humano por el alto potencial cancerígeno producto de su exposición ³. 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, respectivamente ^{4 , 5}.

Los cambios climáticos y medioambientales han ocasionado una disminución de la capa de ozono, favoreciendo una mayor exposición a la radiación solar ⁶. 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 registrados ⁷.

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 ². 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 ⁸. Se sabe que algunos filtros químicos se absorben sistémicamente, otros dañan a los corales de los arrecifes, como la oxibenzona ⁹, o pueden resultar fotoinestables como la avobenzona ¹⁰.

Ciertos extractos vegetales elaborados a partir de metabolitos de plantas pueden utilizarse como filtros solares, gracias a su capacidad de absorber diferentes radiaciones ¹¹, combinándose con otros componentes de síntesis o pigmentos minerales para optimizar la eficacia fotofiltrante ^{( 10 , 12}.

Los extractos vegetales usados para filtración solar deben cumplir con características específicas: presentar una absorción de la radiación que oscile entre 290-400 nm ^{( 13}, 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 ².

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 ¹⁴; se cultiva desde la época incaica en altitudes comprendidas entre los 3800 y los 4500 m s. n. m. ¹⁵. 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 China ¹⁶, y en Árnica montana que, con la altitud incrementó sus derivados de ácido cafeido ^{( 17}. 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 ^{12 , 18}.

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

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).

Figura 1 Microfotografía de la piel de ratones expuestos a radiación UV. Las flechas amarillas indican el grosor epidérmico evaluado (magnitud 400×). Se midió desde la unión dermoepidermica hasta el estrato granuloso, sin incluir el estrato corneo. Técnica de coloración: eosina-hematoxilina. 

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 ^{( 22}. 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 ². Gonzales-Castañeda ¹⁸ 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 ²⁶, 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. ^{( 13 )} con un FPS de 2,23 en una formulación con extracto de Marcetia taxifolia al 20%. Alayo et al. ²¹ 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. ²⁷ 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) ²⁷. Asimismo, podrían considerarse en la categoría de FPS bajo, como lo indica la Australian Regulatory Guidelines for Sunscreens del 2019 ^{( 28}.

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 ^{12 )} 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. ^{11 )} 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. ²⁹ 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) ¹⁵, Yang et al. ^{16 )} reportaron que el contenido total de alcaloides de Meconopis uintuplinervia aumenta con la altitud. Spitaler et al. ^{( 17} 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 ¹⁵, 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 ^{( 10 , 26}. 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 ²⁴.

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.