i modsætning til de tynde membraner i respiratoriske alveoler og gastrointestinale villi er huden et komplekst flerlagsvæv. Det er relativt uigennemtrængeligt for de fleste ioner og vandige opløsninger og tjener som en barriere for de fleste fremmedhad.
vidste du det?
Dimethylsulfoksid (DMSO) er blevet anvendt i forskning, human-og veterinærmedicin og som opløsningsmiddel. Efter påføring på huden kan nogle mennesker hurtigt opdage en hvidløgssmag, da DMSO absorberes og kommer ind i kroppen. DMSO øger også absorptionshastigheden af nogle andre forbindelser gennem huden.
til transdermal lægemiddelafgivelse (TDD) er den store udfordring hudens barriereegenskab, især stratum corneum (SC). Der er udviklet forskellige metoder til at forbedre penetrationen af medikamenter gennem huden, hvor den mest populære tilgang er brugen af penetrationsforstærkere (PEs), herunder naturlige terpener. Terpener, en stor og forskelligartet klasse af organiske forbindelser produceret af en række planter, er en meget sikker og effektiv klasse af PEs. Limonen er et eksempel på en terpen, der anvendes som en penetrationsforstærker. Den vigtigste mekanisme til penetrationsforbedrende virkning af terpener er interaktionen med SC intercellulære lipider. Den vigtigste faktor, der påvirker forbedringen, er lipofiliciteten af terpener og lægemiddelmolekyler.
indføring af toksikanter via huden
nogle bemærkelsesværdige toksikanter kan få adgang til kroppen efter hudforurening. Eksempel:
- visse almindeligt anvendte organophosphatpesticider har forgiftet landbrugsarbejdere efter hudeksponering.
- det neurologiske krigsførelsesmiddel, sarin, passerer let gennem huden og kan producere hurtig død for udsatte personer.
- flere industrielle opløsningsmidler kan forårsage systemisk toksicitet ved at trænge ind i huden. For eksempel:
- carbontetrachlorid kommer ind i huden og forårsager leverskade.
- Geksan kan passere gennem huden og forårsage nerveskader.
huden består af tre hovedlag af celler som illustreret i Figur 1:
- Epidermis
- Dermis
- subkutant væv
Figur 1. Lag af huden
(Billedkilde: tilpasset fra iStock Photos, Kurt)
Epidermis og Stratum Corneum
epidermis (og især stratum corneum) er det eneste lag, der er vigtigt for at regulere penetrationen af en hudforurening. Den består af et ydre lag af celler, pakket med keratin, kendt som stratum corneum-laget. Stratum corneum er blottet for blodkar. Cellevæggene i de keratiniserede celler er tilsyneladende dobbelt i tykkelse på grund af tilstedeværelsen af keratinet, som er kemisk resistent og et uigennemtrængeligt materiale. Blodkarrene er normalt omkring 100 liter fra hudoverfladen. For at komme ind i et blodkar skal et middel passere gennem flere lag celler, der generelt er resistente over for penetration af kemikalier.
faktorer, der påvirker Penetration af Stratum Corneum
tykkelse
tykkelsen af stratum corneum varierer meget med områder af kroppen. Stratum corneum i håndflader og såler er meget tyk (400-600 liter), mens arme, ryg, ben og mave er meget tyndere (8-15 liter). Stratum corneum i de aksillære (underarm) og inguinale (lyske) regioner er den tyndeste med pungen især tynd. Som forventet, evnen af toksikanter til at trænge ind i stratum corneum omvendt vedrører tykkelsen af epidermis.
skade
enhver proces, der fjerner eller beskadiger stratum corneum, kan forbedre penetrationen af et fremmedhad. Slid, ridser eller snit i huden gør det mere gennemtrængeligt. Nogle syrer, alkalier og korrosiver kan skade stratum corneum og gøre det lettere for agenter at trænge ind i dette lag. De mest udbredte hudforhold, der forbedrer dermal absorption, er hudforbrændinger og dermatitis.
passiv Diffusion
toksikanter bevæger sig over stratum corneum ved passiv diffusion. Der er ingen kendte aktive transportmekanismer, der fungerer inden for epidermis. Polære og ikke-polære toksikanter diffunderer gennem stratum corneum ved forskellige mekanismer:
- polære forbindelser, som er vandopløselige, ser ud til at diffundere gennem den ydre overflade af det hydratiserede keratiniserede lag.
- ikke-polære forbindelser, som er lipidopløselige, opløses i og diffunderer gennem lipidmaterialet mellem keratinfilamenterne.
vand
vand spiller en vigtig rolle i dermal absorption. Normalt er stratum corneum delvist hydreret (ca.7 vægtprocent). 10 gange mere effektiv end når huden er helt tør. Yderligere hydrering på hudens overflade øger penetrationen med 3-5 gange, hvilket yderligere øger en polær forbindelses evne til at trænge ind i epidermis.
arter
hudindtrængning kan variere efter arter, som kan påvirke udvælgelsen af arter, der anvendes til sikkerhedstest. Penetration af kemikalier gennem huden på aben, grisen og marsvinet ligner ofte den hos mennesker. Rottens og kaninens hud er generelt mere permeabel, mens kattens hud generelt er mindre permeabel. Af praktiske grunde og for at sikre tilstrækkelig sikkerhed er rotten og kaninen blevet brugt til dermal toksicitetssikkerhedstest.
andre steder med Dermal Absorption
ud over stratum corneum kan små mængder kemikalier absorberes gennem svedkirtlerne, talgkirtlerne og hårsækkene. Da disse strukturer imidlertid kun repræsenterer en meget lille procentdel af hudens samlede overfladeareal, betragtes de normalt ikke som vigtige bidragydere til dermal absorption.
Dermis og subkutant væv
når et stof trænger gennem stratum corneum, kommer det ind i de nedre lag af epidermis, dermis og subkutant væv. Disse lag er langt mindre modstandsdygtige over for yderligere diffusion. De indeholder et porøst, ikke-selektivt vandigt diffusionsmedium, som kan gennemtrænges ved simpel diffusion. De fleste toksikanter, der har passeret gennem stratum corneum, kan nu let bevæge sig gennem resten af huden og komme ind i kredsløbssystemet via det store antal venøse og lymfatiske kapillærer i dermis.
Semivolatile organiske forbindelser (Svoc ‘er)
eksponering for semivolatile organiske forbindelser (Svoc’ er) via dermal vej kan forekomme. Mængden af Svoc ‘er, der absorberes via luft-til-hud-optagelse, er estimeret til at være sammenlignelig med eller større end den mængde, der indtages via indånding for mange Svoc’ er, der opstår indendørs, herunder:
- butyleret hydroksytoluen (BHT)
- chlordan
- Chlorpyrifos
- diethylphthalat
- nikotin (i fri baseform)
- andre kemikalier
indflydelsen af partikler og støv på hudeksponering, tøjets og strøelsens rolle som transportvektorer og den potentielle betydning af hårsækkene som transport shunts gennem epidermis er alle områder af forskningsinteresse.
menneskelig eksponering for indendørs Svoc ‘ er gennem den dermale vej er ofte blevet undervurderet og ikke overvejet i eksponeringsvurderinger. Imidlertid er eksponeringsforskere, risikovurderinger og folkesundhedsembedsmænd i stigende grad opmærksomme på og interesserede i de sundhedsmæssige virkninger af dermal eksponering. Desuden søger eksperter at forstå, hvordan sundhedsmæssige konsekvenser kan variere afhængigt af eksponeringsvejen. For eksempel støder en SVOC, der kommer ind i blodet gennem huden, ikke på de samme afgiftningsveje, som den ville støde på, når den indtages og behandles af maven, tarmene og leveren, før den kommer ind i blodet; dens direkte indtræden i blodet kan gøre det potentielt mere giftigt.
figur 2. Eksempler på Svoc ‘ er fra forbrugsvarer
(Billedkilde: Tilpasset fra iStock fotos, lp)