Elaboración de una crema tópica en base a la plata de Ortiga

(Urtica dioica L.)

INTRODUCCIÓN

La planta de ortiga es conocida científicamente como Urtica dioica Laurens, en su forma mayor (es decir de mayor tamaño) o como Urtica Urens Laurens en su forma menor (planta de menor tamaño y más irritante). El interés de este trabajo recae en la Urtica dioica L. u ortiga mayor.La palabra ‘Dioica’ es un vocablo latino que significa ‘dos casas’, lo que hace referencia a que las flores masculinas y femeninas se lleven en diferentes plantas.Alrededor de toda la planta se encuentran pequeños capilares endurecidos por un recubrimiento de sílice (SiO2) que tienen gran similitud con las agujas hipodérmicas [Figura 1]. La punta del capilar es muy quebradiza y al mínimo roce, se rompe, inyectando el irritante.

[Figura 1: Capilares urticantes en la Ortiga][Imagen Bibliográfica]1

1 Tomada de: Evans, R.J. “Thing to do with nettles without getting stung”. 2009. http://www.socyberty.com/Society/Things-to-Do-with-Nettles-Without-Getting-Stung.675417 (Abril 14 de 2009)

El irritante consta, además de ácido fórmico, de histamina, acetilcolina y serotonina (5-hidroxi triptamina). La reacción urticante producida se da por el contacto con la histamina y el ácido fórmico con la piel, debido a que el ácido se reconoce por el organismo como un agente extraño y nocivo para el cuerpo. Para protegerse, los basófilos –tipo de célula que conforman los glóbulos blancos de la sangre- secretan histamina y serotonina, que producen la dilatación de los vasos sanguíneos de la zona afectada y el consecuente aumento de irrigación sanguínea para llevar más glóbulos blancos al lugar. Es así que la piel en contacto se torna roja (efecto rubefaciente de la ortiga) y con pequeñas ampollas temporales.La picazón y quemazón, se cree, se dan debido a la acción de la serotonina y la acetilcolina, que incrementan la velocidad de transmisión neuronal.

El efecto urticante de la planta, sin embargo, desaparece cuando esta se le ha incluido en un medio acuoso, por la neutralización del ácido fórmico. Si bien la histamina, acetilcolina y serotonina se encuentran todavía en tal solución, han cambiado de forma a aminoácidos hidrófilos, que son conocidos antihistamínicos y detienen reacciones exageradas del sistema inmune.

HCOOH+H 2O→HCOO−¿+H3O+¿¿ ¿

[Ecuación: Neutralización del ácido Fórmico]

La planta de ortiga presenta una gran cantidad de componentes biológicos, entre aquellos que se encuentran en proporciones relativamente bajas están:

Tabla 1 :Componentes Secundarios de la Ortiga

COMPONENTES CARACTERÍSTICAS PRINCIPALESFlavonoides Anti-histamínicos, antioxidantes, diuréticos,

antiinflamatorias

Aceites Esenciales

Antisépticos, antiespasmódicos, cicatrizantes y antiinflamatorios

Carotenos AntioxidantesÁcidos Orgánicos Bactericidas. Participan en la transmisión

neuronal

Además de los antes mencionados, en la planta de ortiga se encuentran presentes las aminas: acetilcolina, histamina y serotonina, que podría decirse, hacen de la ortiga, ortiga.

ACETILCOLINA

La acetilcolina es un éster de la colina, que a su vez es una amina saturada. Esta sustancia es muy importante en la acción nerviosa del cuerpo humano, ya que es un neurotransmisor muy conocido. Está presente en las reacciones del sistema inmunológico. Su fórmula química es CH3-CO-O-CH2-CH2-N-(CH3)3

[Figura 2: Acetilcolina]

HISTAMINA

Es un derivado del imidazol (compuesto heterocíclico), en particular, una amina, que presenta un grupo etilamino como cadena lateral. El enfoque de nuestro estudio se basa en su calidad de amina. Su fórmula química es C5H9N3.

Es el mediador químico más conocido de las reacciones alérgicas. Se encuentra presente en los mastocitos, que son células distribuidas alrededor de todo el cuerpo pero que predominan en la piel y el tracto respiratorio, en donde las reacciones alérgicas son más comunes.

[Figura 3:Histamina]

SEROTONINA

Es una sustancia neurotransmisora fabricada en el sistema nervioso central humano.

[Figura 4: Serotonina]

El Efecto Anti-Arteriosclerótico de la Ortiga

La palabra arteriosclerosis es un término general que describe a la patología que produce cualquier obstrucción presente en los vasos sanguíneos de diversos lugares del organismo. Los vasos sanguíneos afectados pueden encontrarse en órganos vitales como el corazón o el cerebro, en cuyo caso, la falta de tratamiento de la patología puede ser fulminante, y para tales circunstancias se requiere de medicina especializada y extremadamente controlada. Nuestro ánimo es, sin embargo, ayudar con la arteriosclerosis de las extremidades. La arteriosclerosis de las extremidades presenta una sintomatología diversa, puede presentarse como una combinación o uno solo de los siguientes inconvenientes:

Dolor intermitente de las extremidades, especialmente después de hacer ejerciciosAdormecimiento de las áreas afectadas.Cianosis (la persona se torna azul o extremadamente pálida)Debilitamiento del pulso, que puede llegar a la ausencia en extremidad

El estrechamiento de las arterias puede progresar a la oclusión total del vaso completo. Este estrechamiento [Figura 5] se da por la acumulación de placa, que se da principalmente por la acumulación de los fosfolípidos del colesterol propio de la sangre, o por el deterioro de los vasos sanguíneos, como en el caso de los pacientes de diabetes, que presentan laceraciones en los vasos y sus cicatrices engrosan el endotelio (recubrimiento de los vasos sanguíneos y linfáticos)

[Figura 5: Engrosamiento del Endotelio]

Existen varios tratamientos para esta patología, que incluyen dietas, ejercicios y controles estrictos de la glicemia (en casos de pacientes con diabetes), sin embargo, en muchas ocasiones dichos controles no son suficientes para aliviar el malestar de la enfermedad, por lo tanto, los médicos recurren a la aplicación de amino-ácidos a través de un suero para ‘disolver’ la placa y aliviar los síntomas.Es ahí donde nuestro producto entra en consideración.Como ya se detalló anteriormente, las aminas constituyentes de la planta de ortiga presentan un grupo amino en su estructura, de igual forma que los amino-ácidos [Figura 6], por lo que podría concluirse que la absorción de los principios activos de la planta a través de la piel (efecto transdérmico), podría tener efectos similares a los de la medicina aplicada de manera intravenosa

[Figura 6 : Estructura Básica de un Aminoácido]

El Efecto Analgésico en procesos varicosos y reumáticos

Las várices es la denominación general que se le da al engrosamiento de las venas, principalmente de las extremidades, debido a que, por causas aún no determinadas, la sangre presenta una circulación anormal en ciertas áreas de las extremidades, dirigiéndose de manera ascendente hacia el corazón. El fluido entonces, debe luchar contra la fuerza de gravedad y su anomalía produce que se acumule parte de la sangre. Con el tiempo, la sangre causará la dilatación excesiva y dolorosa de las venas.En casos crónicos, la presión hidrostática de la sangre impulsa a la misma fuera de las venas a manera de una infiltración, lo que provoca moretones, endurecimiento de la vena y finalmente, úlceras varicosas.Actualmente, los tratamientos para las várices consisten en cremas de absorción rápida, mini incisiones y microcirugías de carácter ambulatorio. Sin embargo, los riesgos de cualquier intervención quirúrgica hacen de esta, una condición costosa y riesgosa.La crema de ortiga ofrece una opción relativamente libre de riesgos para el paciente, así como un tratamiento de bajo costo.El proceso por el cual la crema de ortiga es útil para proporcionar un efecto analgésico y curativo a largo plazo de las várices es el siguiente:

Al ponerse en contacto las aminas principales del extracto de la crema (serotonina, histamina y acetil-colina) con la piel de la persona, el sistema inmune las reconoce como agentes infecciosos, extraños para el cuerpo humano. Para librarse de lo que el cuerpo interpreta como un proceso agresivo, el cerebro ordena el incremento del flujo sanguíneo al área ‘afectada’, con lo que permite que los basófilos (células que conforman los glóbulos blancos de la sangre) lleguen a la batalla [Figura…]. Este incremento del flujo sanguíneo contrarresta la acción anti-gravedad que realiza la enfermedad, haciendo que el flujo se normalice y alivie la sensación de dolor debido al estrechamiento de las venas.

[Figura:…. Incremento en el flujo sanguíneo]

A corto plazo, el flujo tenderá a regularizarse, y, aunque no se conoce cuáles son las causas de la condición varicosa, se entiende que mientras el flujo sanguíneo pueda mantenerse constante, cesarán los efectos negativos de la enfermedad.

Ubicación de la Urtica dioica L. en el Ecuador

La planta de Ortiga mayor (Urtica dioica L) crece libremente en “tierras negras-de conformación”, denominadas “Tierras de Humus” por ser ricas en productos orgánicos, provenientes de la descomposición de organismos vivos (acción de hongos y bacterias). Se caracteriza por su color negruzco debido a la gran cantidad de carbono que contiene.Las tierras donde crece la ortiga se clasifican como “Tierras de Conformación M”, de tres tipos diferentes [Tabla 2]

Tabla 2 :Clasificación de los Suelos por colores

Aspecto y ComposiciónCódigo y Color

Negros, profundo, arenosos fibrosos con limo

Mh1

Negros, arcillosos arenosos con piedra y/o grava e incremento de arcilla en profundidad

Mn1

Pardo Rojizo, arcillosos o arcillo limosos, presencia de Piedras

Mx1

[Información Bibliográfica]2

Los elementos orgánicos que componen el humus son muy estables, es decir, su grado de descomposición es tan elevado que ya no sufre transformaciones considerables.Estas tierras son además ricas en nitrógeno, que es un elemento indispensable a lo largo de todo el proceso de fotosíntesis, (fijación del carbono del aire, acumulación de materia seca y obtención de frutos saludables). Sin embargo, el Nitrógeno es un nutriente casi universalmente deficiente por las pérdidas de este elemento causadas por el mal manejo a que han sido sometidos los suelos y por la agresión que se hace de sus reservas orgánicas. Ello ocasiona que, en general, el

2 Sociedad Ecuatoriana de la Ciencia del Suelo, “Mapa General de Suelos del Ecuador”, http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/esdb_archive/EuDASM/latinamerica/images/maps/download/ec12006_so.jpg, Abril 26 de 2009

Nitrógeno se deba agregar al suelo en grandes cantidades como fertilizante nitrogenado o abono orgánico, para satisfacer la demanda de los cultivos. Sólo una parte de este Nitrógeno adicionado puede ser usado por las plantas en el corto plazo, y el resto se escapa hacia estratos más profundos del suelo o hacia la atmósfera, siendo fuente de contaminación en ambos casos.En el Ecuador Tierras ricas en Humus y Nitrógeno se ubican principalmente en la cordillera central en zonas dispersas en climas cálidos y templados que contienen suelos con pH ligeramente ácido o neutros, también se ubican en la parte interior de la región costa (la dedicada a la agricultura) por ejemplo en la zona interna de Manabí y el Norte del Guayas, sin embargo las tierras M de la región costa son tierras mixtas, con una mezcla de tierras arenosas finas.

OBJETIVOS

Objetivo General

Obtener una crema de uso tópico en base a un extracto de ortiga (Urtica dioica Laurens).

Objetivos Específicos

Obtener el extracto de ortiga a través de un proceso semi-industrial, que permita la conservación de los principios activos de la planta.

Impulsar el uso de la ortiga en el ser humano mediante la preparación de una crema no urticante.

Incentivar el consumo de la planta tras desechar los mitos que la rodean en cuanto a toxicidad.

JUSTIFICACIÓN

AplicacionesEn base a las propiedades antes mencionadas y a los componentes de la ortiga antes descritos, la Urtica Dioica presenta grandes beneficios para

la salud. Pese a los malestares que produce su contacto, ha sido usada ancestralmente para aliviar ciertas dolencias, así por ejemplo:

Puede ser usada como analgésico contra procesos reumáticos.Puede emplearse estimulador para el fortalecimiento del sistema inmunológico Es un buen diurético porque favorece a la eliminación de líquido del cuerpo, por lo que resulta interesante no solo en el caso de la obesidad sino también en el conjunto de dolencias que mejoran con la eliminación de agua y consecuentemente con la expulsión de toxinas.Como sustancia exfoliadora la ortiga proporciona una fina textura al eliminar imperfecciones como granos, eczemas, herpes, acné, etc.También puede ser utilizada en el tratamiento de la anemia, por su alto contenido de hierro.

Sin embargo, la ortiga puede causar reacciones estomacales, debido, entre otros factores, a la presencia de ácidos en sus hojas.

¿Por qué Crema de Ortiga?

Un análisis empírico a diferentes tiendas naturistas pone al descubierto la gran aceptación que tiene el extracto de ortiga como incentivo para la mejora de la circulación sanguínea. Sin embargo, cuando los procesos de obtención del extracto se describen en estas circunstancias, se evidencia que no se han tomado las debidas precauciones para la conservación de los componentes esenciales de la planta. Esto podría afectar a la efectividad de tales productos naturistas. En este proyecto predominan dos factores muy importantes, que se espera, permitan lograr un mayor rendimiento de la materia prima:

1. En este proyecto se ha incluido el uso de un secador de bandejas especializado en el tratamiento de plantas, que garantiza que las propiedades de la ortiga no se vean afectadas por el secado.

2. El macerado de la planta y el filtrado de Celita el cual impedirán la presencia de cualquier agente extraño en el extracto, lo que hace que el procedimiento y el producto final puedan someterse a un control de calidad exigente

MATERIALES Y REACTIVOS

En la fabricación de la crema buscada, se utilizaron los siguientes materiales y aparatos:

Planta de Ortiga:

Materia prima del proyecto, obtenida de un proveedor del Mercado Santa Clara de la Ciudad de Quito del que se ha constatado que sus cultivos se han controlado únicamente mediante pesticidas naturales.

[Figura 7: Ortiga Mayor]

Balanza Analítica:

Se ha utilizado hasta el momento la balanza mostrada en la figura, de marca aparterius, con una capacidad de 2100 g y una apreciación de 0,1 g.

[Figura 8 : Balanza Analítica]

Molino:

Aparato Mecánico sin marca definida utilizado para pulverizar la materia prima luego del secado primero

[Figura 9 : Molino]

Alcohol Etílico de 96%

Utilizado en la preparación de la solución preservante.

Propil ParabenoCompuesto perteneciente a un grupo de preservantes de amplio espectro usado para prevenir el crecimiento de hongos y ciertas bacterias de poca resistencia, pero en especial de levaduras.Son activos en medios neutros.

[Figura 11: Propil Parabeno]

Bórax

De fórmula Na2B4O7 • 10H2O, el bórax se utilizó como preservativo. Además posee propiedades fungicidas por lo que se mostró útil para la eliminación de cualquier tipo de hongo del extracto

de ortiga.

[Figura 11: Bórax en Polvo]

Cera de Abeja

Para la preparación de la emulsión, esta debe ser lo más pura posible ya que pequeñas impurezas harán que la crema sea de baja calidad

[Figura: Cera de Abeja]

Tamices N0 14, 10, 20

Hicieron posible las filtraciones sucesivas dentro de la elaboración de la crema en sí y permitieron obtener el polvo procesado de ortiga

[Figura 11:Tamices]

[Figura : Secador en Bandejas]

Secador de BandejasAparato Prototipo diseñado por la Ingeniera Mónica Díaz, concebido para el estudio y control de la cinética del secado de rosas y con trámite de patente número SP-01-4153. Permite conservar los principios activos de la planta de ortiga por el control de temperatura que provee y las cualidades mismas del equipo.

PROCEDIMIENTO PROPUESTO

Tratamiento de la Materia PrimaLavar la materia prima obtenida del comercio. Retirarle impurezas de tierra, hojas destruidas y las ocasionales mezclas de otras plantas. Pesar la ortiga libre de impurezas.Llevar la ortiga al secador de bandejas. Mantenerla dentro hasta alcanzar un producto libre de humedad (ocho horas a 34 0C constantemente).Retirar el producto del secador con mucho cuidado para evitar pérdidas.Moler la ortiga seca en un molino mecánico.Tamizar el polvo obtenido con un tamiz número 14 para desechar tallos secos.Dividir la nueva materia en proporciones de 50g cada una.

Preparación del Extracto de Ortiga:Por cada 50 g agregar 120 ml de aceite de vaselina. Filtrar esta mezcla con un tamiz N0 10 mientras se realiza un lavado con 30 ml de aceite de vaselinaFiltrar la mezcla anterior con un tamiz N0 14. Tomar 50 g del filtrado (filtrado 2)Calentar 15 g de cera de abeja a baño maría por 15 minutos hasta obtener una sustancia líquida.

Preparación de la Solución Conservante: Tomar 10 g de propil parabeno, 5 g de Na2B4O7, 50 ml de etanol al 96% y 50 ml de agua destilada. Agitar vigorosamente hasta obtener una mezcla homogénea.

Preparación de la Crema de OrtigaTomar 33 ml de H2O destilada. Añadir 1 ml de solución conservante.

Verter el filtrado 2 sobre la cera derretida, de manera uniforme y continua para conseguir una emulsión fuerte.En seguida, verter de igual manera, la mezcla de agua y solución conservante.Agitar vigorosamente durante 1 minuto.Agregar 4 gotas de la esencia de preferencia (se recomienda la esencia de vainilla por mezclarse apropiadamente y en poco tiempo).Verter el contenido líquido de la crema en los recipientes para la comercialización. Cuidar de que el tiempo transcurrido sea el mínimo posible para evitar que la emulsión se corte.

Fabricación de VelasTomar los desechos del segundo filtrado y tratarlos con la solución conservante.Derretir parafina blanca a baño maría y añadir los desechos tratados a la misma.Agitar hasta obtener una mezcla uniforme en color.Verter en los moldes deseados.

Ver el anexo 1 para apreciar el producto obtenido

DIAGRAMA DE BLOQUES

Ver anexo 2 para una mejor resolución del diagrama.

LavadoAgua

Secado

T: 34 oCPolvo

de Ortiga981,7

Extracto de

Ortiga:402,5 g

Ortiga

Pura4350,

9 g

Filtrado

2tamiz # 20

Aire Húmedo

DisoluciónEtanol 3,5,1 g

Agua 3,5 g

Solución

Propil – Parabeno

0,7 g

Bórax 0,35 g

Mezclad

oPreservantes: 8,05

g

4.3% Bórax8.7 % C8H100

3

43,5% Etanol43,5% H20

CREMA DE

ORTIGA 805 g

Desechos

127,4 g

Ortiga

1370,5 g

Moliend

a

Ortiga: 1242,6 g

Agua + Impureza

s: 49,1 g

Tamizado

Tamiz # 14Desech

os127,9 g

Filtrado

1tamiz # 10

Aceite de

Vaselina626,2 g

Desechos

357,2 g

Aire Seco (2 m/s)Parafin

a 1000 g

Fusión

Enfriamient

o

Velas 1200,4 g

Mezclad

o

Preservantes: 10g

Agua: 265, 65

gCera de Abeja: 128,8 g

Balance de Masa Total del Proceso

ProcesoEntrada Entrada de Producto Extra Salida Deshechos

(g) (g) (g) (g)Secado 4350,9 *** 1370,5 2980,4

Molienda 1370,5 *** 1242,6 127,9Tamizado 1242,6 *** 260,9 981,7Mezclado 260,9 586,2 (Aceite) 847,1 ***Filtrado 1 847,1 40 (Aceite) 529,9 357,2Filtrado 2 529,2 *** 402,5 127,4

Mezclado Final 402,58,05 (Preservantes)

805 0128,8 (Cera de Abejas)265,65 (Agua)

CONCLUSIONES

El proceso aplicado en la elaboración de la crema de ortiga sí permite la conservación de las propiedades de la planta, ya que puede observarse el efecto de la misma por el incremento del volumen de las venas de las personas expuestas a ella.Los costos de producción de la crema de ortiga permiten la obtención de un producto rentable en comparación con los productos existentes en el mercado.Las condiciones específicas de secado permiten la preservación del color de la planta de ortiga, lo que hace posible el aprovechamiento de los desechos como colorante natural.La emulsión de los componentes de la ortiga es vital para la presentación de la crema. La variación en la proporción de agua en la crema resulta en el término de la emulsión. Incluso volúmenes de menos de 1 ml afectan el resultado.

RECOMENDACIONES

Tanto el extracto de ortiga como la parte acuosa de la crema deben verterse uniforme y constantemente sobre la cera derretida para garantizar la emulsión.Deben evitarse perturbaciones en la crema mientras esta se enfría, ya que cualquier movimiento rompe la emulsión.Para la elaboración de la crema se recomienda una producción a escala industrial que permita un control automático de los procesos de mezclado (en especial), ya que el producto mejora su calidad y presentación mientras más uniformes sean los mismos.Para futuras mejoras en la crema, se recomienda una solución conservante de mayor tiempo de efectividad, ya que la actual permite únicamente una conserva en un periodo de seis meses a un año.

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA

1. Díaz, M, 1997, “Cinética del Secado de Rosas en Secador de Bandejas”, Tesis previa a la obtención del título de Ingeniera Química, Universidad Central del Ecuador, pp 12-14

2. Hofman, H, 1963, “Análisis Cualitativo”, 1era edición en Español, Editorial Hispano Americana, México, pp 186.

3. Ibarz, J y Babor, J, 1965 “Química General Moderna” 8va edición, Editorial Marin, Barcelona, España, pp 973, 1078.

4. Morrison y Boyd, 1998, “Química Orgánica” , quinta edición, Pearson Education, Chile, pp 937, 1252.

5. Puga R., 2005, “Ideas Microeconómicas Mínimas”, Segunda Edición, Editorial Univeritaria, Quito Ecuador, pp. 325, 326, 327

6. Ridella, C, 1985, “Diccionario Médico”, Cuarta Edición, Editorial Mas-Ivars, España, pp 40,41,121.

Documentos de Internet

1. Baines, C, 2008, “The Nettle - Urtica dioica” http://www.nettles.org.uk/nettles/lore.asp (Abril 8 de 2009)

2. Berkeley Lab, 1999, “Energy from Within”. http://www.lbl.gov/Science-Articles/Research-Review/Magazine/1999/stories/story4.shtml. (Abril 25 de 2009)

3. Evans, R.J., 2009 “Thing to do with nettles without getting stung”. http://www.socyberty.com/Society/Things-to-Do-with-Nettles-Without-Getting-Stung.675417 (Abril 14 de 2009)

4. Herbal Gruop, 2009, “Soria Natural de extracto de Ortiga 50ml”, http://www.izideal.es/product/2246412/SoriaOrtiga25?=abh (Abril 30 de 2009)

ANEXO 1

Lavado

Agua

SecadoT: 34 oC

Polvo de Ortiga981,7

Extracto de Ortiga:402,5 g

Ortiga Pura4350,9 g

Filtrado 2tamiz # 20

Aire Húmedo

Disolución

Etanol 3,5,1 g

Agua 3,5 g

Solución

Propil – Parabeno 0,7 g

Bórax 0,35 gMezclad

oPreservantes

: 8,05 g

4.3% Bórax8.7 %

C8H1003

43,5% Etanol

43,5% H20

CREMA DE ORTIGA

805 g

Desechos 127,4

g

Ortiga1370,5

g

Molienda

Ortiga: 1242,6 gAgua +

Impurezas: 49,1 g Tamizado

Tamiz # 14

Desechos127,9 g Filtrado

1tamiz # 10

Aceite de Vaselina626,2 gDesechos 357,2 g

Aire Seco (2 m/s)

Parafina 1000 g FusiónEnfriamiento

Velas 1200,4 gMezclad

o

Preservantes: 10g

Agua: 265, 65 gCera de Abeja: 128,8

g

ANEXO 2