Masarykova univerzita přírodovědecká fakulta

Penetrace sunscreenů přes pokožku

Tato kapitola je zaměřena na prostup látek přes kůži a jejich možné škodlivé účinky na lidský organismus.

Sunscreeny jsou látky lipofilní povahy. Buněčnou membránou tedy procházejí prostou difuzí přes fosfolipidovou dvojvrstvu. Nejlépe prochází látky o nižší molekulové hmotnosti (M < 500) (Bos and Meinardi 2000), mezi něž patří i EHMC (M = 290). Možnost přestupu látek přes membránu závisí ale také na tvaru molekuly, takže látky i s vyšší molekulovou hmotností mohou v menším množství procházet přes kůži. Množství vstřebané látky pak závisí na rozdělovacím koeficientu K_OW (čím je K_OW vyšší, tím více látky přechází přes membránu). Látky s log K_OW vyšší než 3 mají největší předpoklad pro vstup do rohovinové vrstvy, ale pravděpodobně nebudou přecházet do dalších částí pokožky a později budou odstraněny při procesu odlupování zbytků odumřelé kůže. Látky s log K_OW mezi 1 až 3 budou prostupovat nejlépe přes pokožku, u látek s nižším K_OW se prostup do lipofilní rohovinové vrstvy nepředpokládá (Chilcott and Price 2008).

EHMC, jehož log K_OW je rovno 5,8, má předpoklady k prostupu do rohovinové vrstvy pokožky a dle teorie Chilcott and Price (2008) by mělo ve stratum corneum zůstat a dále neprocházet.

Klinubol et al. (Klinubol et al. 2008) při studii transdermální penetrace některých UV filtrů zjistili, že přes kůži může projít po 24 hodinové expozici až 3 % látky EHMC, což je vyšší množství, než je uváděno v jiných zdrojích (Huong et al. 2007; NTP 2008). V této studii byla použita metoda ex vivo při použití Franzovy difúzní cely. Jako model kůže byly použity kousky kůže z dvoutýdenních myších mláďat. Na kůži bylo aplikováno 4,4 mg.cm² UV filtru a penetrace byla sledována po 0, 2, 4 a 24 hodinách expozice. Kvantitativní analýza byla provedena pomocí kalibrační křivky UV absorpčního spektra. Výsledky testovaných látek EHMC (2ethylhexyl4methoxycinnamate), 4MBC (4methyl benzylidenecamphor), BMBM (butyl methoxydibenzoylmethane), EHTMC (2ethylhexyl2,4,5trimethoxycinnamate) a TMB (di(2ethylhexyl)2,4,5trimethoxybenzalmalonate) v etanolu (připravené rozpuštěním 1,00 g UV filtru v 10,0 ml etanolu, c = 100 mg.ml¹) a v emulzi (připravené z 1,00 g UV filtru rozpuštěného v 3,0 ml etanolu a doplněním do 10,0 ml krémem, c = 100 mg.ml¹) jsou znázorněny v grafu 6.

Graf 6: Pronikání UV filtrů přes kůži myších mláďat metodou Franzovy cely připravených v roztoku ethanolu (a) a vody (b). Kontaktní plocha s kůží: 0,175 cm².ml¹. Množství krému na kůži myších mláďat: 4,4mg.cm². Výsledky jsou uvedeny v procentech UV filtrů nacházející se v receptorové kapalině, které se vztahují k původnímu množství použitých UV filtrů na kůži myších mláďat, v různých časech po aplikaci. Údaje jsou uvedeny jako průměrné hodnoty z alespoň pěti experimentálních opakování (chybové úsečky představují jejich směrodatné odchylky). Převzato z (Klinubol et al. 2008).

Dále byl proveden test na přestup těchto látek přes lidskou kůži metodou Suction Blister Technique, kdy byly tyto látky aplikovány na kůži pěti dobrovolníkům v konečném pokrytí 0,6 mg.cm². Z výše uvedených sunscreenů byl v blistrové kapalině po tříhodinové expozici detekován pouze EHMC a BMBM. výsledky měření pomocí UV absorpční spektrometrie jsou uvedeny v tabulce 5.

Tabulka 5: Procentuelní přestup přes lidskou kůži látek EHMC, BMBM, EHMC a TMB. Upraveno a převzato z (Klinubol et al. 2008).

Celkové množství UV filtru aplikovaného na 3,5 cm² blistrového povrchu bylo 2 mg.

Výsledky testu dobře korelují s výsledky penetrací látek přes kůži myších mláďat. Oba testy ukázaly, že látky EHTMC a TMB neprochází kůží vůbec. Zatímco EHMC se ukázalo jako látka nejvíce prostupující přes kůži z vybraných UV filtrů. Tyto výsledky se shodují i s jinými dřívějšími studiemi (Hany and Nagel 1995; Janjua et al. 2004; Yener et al. 2003)

Fakt, že EHTMC přechází přes kůži špatně na rozdíl od EHMC, ukazuje na funkci methoxy skupin na schopnost látky setrvávat na povrchu kůže. Methoxy skupiny substituované na benzenovém jádře cinamátů neovlivňují pouze absorpční profil cinamátů (Monhaphol et al. 2007), ale také permeabilitu látek přes kůži. V tomto testu nebylo pozorováno zhoršení penetrace v závislosti na vyšší molekulové hmotnosti látek. Například EHMC (M = 290) pronikalo kůží ve dvojnásobném množství než např. 4MBC (M = 254).

Další velmi diskutovanou látkou co se týče přestupu přes kůži je BP-3. Evropská komise stanovila na základě provedených studií, že přes kůži prochází 3 až 4 % z aplikované dávky BP-3 (SCCP 2008). Studie penetrace této látky přes lidskou kůži u tří dobrovolníků uvádí, že v moči bylo detekováno pouze 3 % aplikovaného BP-3 na kůži (Sarveiya et al. 2004). Další studie provedená na 29 dobrovolnících uvádí, že po 48 hodinách bylo v moči detekováno 1 až 2 % aplikovaného množství BP-3 (Hayden et al. 1997). Přitom ve studii (Gonzalez et al. 2006) bylo v moči detekováno mnohem větší množství aplikované látky. Test byl proveden u 25 dobrovolníků po dobu deseti dnů, kdy respondenti denně aplikovali na kůži předepsané množství 2 mg.cm^-2 opalovacího krému a sbírali vzorky k analýze. Skupina A se pouze mazala krémem a skupina B byla navíc vystavována po určitou dobu UVA a UVB záření. Ozařování UV světlem však nijak významně neovlivnilo vylučování BP-3 močí. Výsledky studie jsou zobrazeny v grafu 7. Z výsledků byla vypočítána průměrná hodnota detekovaného množství BP-3 v moči 3,7 %. Nejvyšší množství vyloučené látky v moči bylo detekováno u dobrovolníka číslo 1: 8,7 % BP-3. Což je výrazně odlišné od stanovené hodnoty permeace 3 až 4 % a výrazně se liší také od ostatních provedených studií. Je tedy zřejmé, že v permeaci sunscreenů přes kůži je velká variabilita.


Graf 7: Vylučování BP-3 (benzophenone-3) močí po 10 dnech lišící se u jednotlivých dobrovolníků. Detekované množství BP-3 se pohybovalo mezi 1,2 % a 8,7 %. Horizontální křivka znázorňuje průměrnou hodnotu vyloučeného množství (3,7 %). Převzato z (Gonzalez et al. 2006).

Některé sunscreeny byly díky své prostupnosti přes kůži detekovány také v mateřském mléce. První zmínky o detekci sunscreenů v mateřském mléce se objevují ve studii (Hany and Nagel 1995). Na základě těchto informací a zjištění nežádoucích účinků některých UV filtrů (estrogenní a antiandrogenní aktivita, interakce s thyroidními hormony, vliv na vývoj pohlavních orgánů (Faass et al. 2009; Schlumpf et al. 2008a; Schlumpf et al. 2008b) a dlouhodobý efekt na bilaterálně ovariektomovaných samic potkanů (Seidlova-Wuttke et al. 2006a)) byla provedena první kohortová studie reprezentující analýzu expozice lidské populace kosmetickým UV filtrům (Schlumpf et al. 2010). V této tříleté studii (2004, 2005 a 2006) byly zjišťovány obsahy nejpoužívanějších sunscreenů (EHMC, OC, 4MBC, 3BC, HMS, BP3, BP2 a ODPABA) v mateřském mléce celkem 54 respondentek. UV filtry byly detekovány v 85,19 % vzorků mateřského mléka, přičemž 54,7 % žen v dotaznících uvedlo, že používá opalovací krémy obsahující testované sunscreeny a 60,4 % používá jiné kosmetické přípravky obsahující UV filtry. Hladiny sunscreenů detekovaných v mateřském mléce jsou uvedeny v tabulce 6.

Tabulka 6: Koncentrace UV filtrů v mateřském mléce. Převzato a upraveno z (Schlumpf et al. 2010).

Průměr, směrodatná odchylka (SD), medián, 95. percentil (95%) a rozsah představují hodnoty z pozitivních vzorků (N poz.). Celkový počet analyzovaných vzorků (N), je zobrazen v horní části každé kohorty. Hodnoty < LOD = 0.

Kohortová studie se zabývala mimo jiné i detekcí některých vybraných POPs v mateřském mléce. Koncentrace UV filtrů byly srovnatelné s obsahem PCB. Sunscreeny jsou látky lipofilní povahy, nejsou ale tak vysoce perzistentní ve srovnání s některými POPs. Expozice a postupy v hodnocení rizik těmto UV filtrům se od expozičního scénáře POPs velmi liší. Je zde mnohem větší variabilita s ohledem na frekvenci použití kosmetických výrobků a hladiny UV filtrů detekované v mateřském mléce se mohou měnit ve velmi krátkém čase. Jelikož jsou sunscreeny obsaženy i v řadě výživných denních krémů a ve velké míře také v balzámech na rty, jsme jimi exponováni v průběhu celého roku (v létě se koncentrace UV filtrů mnohonásobně zvýší při používání opalovacích krémů). Je tedy důležité při jejich hodnocení rizik zahrnout téměř chronickou expozici naší pokožky těmto látkám. S tímto faktem je tedy možné, že hladiny sunscreenů detekované v mateřském mléce mohou být srovnatelné s perzistentními organickými polutanty.

2.