Przezskórne wchłanianie składników farb do włosów podczas farbowania – wybrane zagadnienia toksykologiczne na podstawie HAM (COLIPA No. C117; CAS 38866-20-5)

Ciekawie na kartach historii zapisały się składniki farb do włosów. Pierwsza w historii farba do włosów została opracowana przez E. Schueller’a w 1883 r. Po raz pierwszy jako środek utleniający zostały zastosowane p-fenylenodiamina (PPD) i tolueno-2,5-diamina (PTD) (Erdmann i Monnet, patent francuski nr 158 558). Ponad wiek później, bo w 1975 r., okazało się, że farby do włosów mogą mieć potencjał toksyczny, co udowodniono testem Amesa (wykrywanie siły mutagenu), dzięki któremu przetestowano setki dostępnych ówcześnie produktów, z czego tylko dwa dały pozytywne wyniki: suchy kondensat dymu tytoniowego i utleniające barwniki stosowane w trwałych farbach do włosów. Ze 169 komercyjnie dostępnych produktów do farbowania włosów aż 150 uzyskało pozytywny wynik na mutagenność. W konsekwencji zakazano stosowania wielu składników do farbowania włosów już w latach 70. XX w. Współczesne podstawy chemiczne procesu farbowania włosów wskazują na to, że silnie toksyczne np. N-nitrozoaminy mogą powstawać zarówno w wyniku procesu oksydacyjnego farbowania włosów, jak i po tym procesie (odcień farbowanych włosów może zmieniać się w ciągu doby). Ponadto nieznana jest ilość powstających N-nitrozoamin, dlatego związki te stanowią potencjalne ryzyko dla konsumenta. Innym ważnym tematem jest ocena wchłaniania przezskórnego innych składników farby do włosów w porównaniu z badaniami in-vitro i wynikami in-vivo. Bardzo ciekawym przypadkiem jest siarczan 4-[3-[(9,10-dihydro-4-hydroksy-9,10-dioksolan-trylo)amino] propylo]-4-metylomorfolino metylowy (hydroxyanthraquinone aminopropyl methyl morpholinium methosulphate; HAM; COLIPA No. C117; CAS 38866-20-5), który pełni rolę substancji koloryzującej włosy. W niniejszym artykule zostaną przedstawione współczesne wyniki badań na temat tej substancji.

Zwięzła charakterystyka HAM

Najważniejsze właściwości fizyczne i chemiczne HAM zostały zestawione w tabeli 1.

Problem absorpcji dermalnej HAM

Zgodnie z opinią SCCP (SCCP/0875/05) uznano, że HAM może powodować ogólnoustrojowe narażenie człowieka na podstawie powierzchni skóry głowy (700 cm2) oraz badania wchłaniania przezskórnego in-vitro w ludzkiej skórze (0,90 ug/cm2 lub 0,01 mg/kg m.c. w przeliczeniu na jedno farbowanie). Jednak na podstawie właściwości fizycznych i chemicznych (tabela 1; w szczególności rozpuszczalność HAM 5g/100 ml wody), wydaje się, że znaczące wchłanianie przez skórę jest mało prawdopodobne.

W związku z tym rozbieżność ta rodzi pytanie, czy ta dawka ogólnoustrojowa oparta na badaniach in vitro jest autentyczna, czy też stanowi artefakt systemu testowego. Aby wyjaśnić tę kwestię, Lademann i wsp. (2008) na łamach czasopisma Food and Chemical Toxicology zaprezentowali wyniki równoległych badań przezskórnego wchłaniania HAM in-vitro i in-vivo, tj. porównując wyniki standardowego badania wchłaniania przez skórę in-vitro z wynikami in-vivo stosowania tego barwnika na dwa różne obszary skóry (plecy i skórę głowy) u ludzi. Celem tych badań było porównanie wyników badań in-vitro i in-vivo oraz wyjaśnienie, czy barwnik faktycznie przenika do żywej skóry człowieka i czy może powodować ogólnoustrojowe narażenie człowieka. Wyniki badań in-vivo pokazują, że w przeciwieństwie do badań in-vitro HAM nie przenika do żywej ludzkiej skóry. Rozbieżność ta oznacza, że obecna ocena danych dotyczących wchłaniania przez skórę in-vitro może uwzględniać artefakty.

Na podstawie danych badań in-vitro ekspozycje rzędu 1 ug/cm2 wydają się potencjalnie biodostępne, chociaż pozostałości są poza żywą ludzką skórą. Uzyskane dane przez Lademanna i wsp. (2008) wskazują na potrzebę zdefiniowania pomijalnego parametru wchłaniania przez skórę in-vitro, tj. progu wchłaniania przez skórę (ang. Threshold of Skin Absorption, TSA). TSA może uwzględniać niepewności obecnych modeli in-vitro. Zdefiniowanie i zastosowanie TSA może skutkować odstąpieniem od badań toksykologicznych in-vivo uzasadnionych artefaktowymi ogólnoustrojowymi zagrożeniami zdrowia człowieka. Nie byłoby potrzeby przeprowadzania takich badań, jeśli substancja nie powodowałyby narażenia ogólnoustrojowego po kontakcie ze skórą. Biorąc pod uwagę, że obecnie takie rozbieżności in-vitro/ in-vivo zostały zgłoszone tylko w przypadku ograniczonej liczby substancji, wymagane są dodatkowe badania w celu uzasadnienia TSA.

Podsumowanie

Analiza przezskórnego wchłaniania składników farb do włosów podczas farbowania na przykładzie HAM wskazuje na to, że badania in-vitro mogą wytworzyć pozornie biodostępny materiał, co zwiększa potrzebę ustalenia progu wchłaniania przez skórę (TSA), uwzględniającego znikome wchłanianie przez skórę, aby uniknąć niepotrzebnych badań toksyczności in-vivo dla ksenobiotyków, które nie powodują znaczącego ogólnoustrojowego narażenia człowieka. Ogólnie można dojść do wniosku, że małe pozostałości substancji na naskórku/ skórze (badania in-vitro) rzędu 1,0 ug/cm2 (lub mniejsze), odpowiadające ogólnoustrojowym dawkom narażenia człowieka (0,01 mg/kg m.c.), należy uznać za nieistotne w przypadku substancji o właściwościach fizycznych i chemicznych pozwalających przewidywać pomijalne wchłanianie przez skórę (wysoka rozpuszczalność w wodzie lub w tłuszczach, nierozpuszczalność, masa cząsteczkowa > 500 u; temperatura topnienia > 200°C).

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Kosmetycznego" 2/2021