in tegenstelling tot de dunne membranen van de ademhalingsblaasjes en de gastro-intestinale villi, is de huid een complex, meerlagig Weefsel. Het is relatief ondoordringbaar voor de meeste ionen en waterige oplossingen, en dient als barrière voor de meeste xenobiotica.
wist je het?
dimethylsulfoxide (DMSO) is gebruikt in onderzoek, humane en diergeneeskunde en als oplosmiddel. Na het aanbrengen op de huid, kunnen sommige mensen snel een knoflooksmaak detecteren als de DMSO wordt opgenomen en het lichaam binnenkomt. DMSO verhoogt ook de absorptiesnelheid van sommige andere verbindingen via de huid.
voor transdermale toediening van geneesmiddelen (TDD) is de grote uitdaging de barrièreeigenschap van de huid, met name het stratum corneum (SC). Verschillende methoden zijn ontwikkeld om de penetratie van geneesmiddelen door de huid te verbeteren, met de meest populaire aanpak is het gebruik van penetratieversterkers (PEs), met inbegrip van natuurlijke terpenen. Terpenen, een grote en diverse klasse van organische verbindingen geproduceerd door een verscheidenheid aan planten, zijn een zeer veilige en effectieve klasse van PEs. Limoneen is een voorbeeld van een terpeen gebruikt als penetratieversterker. Het belangrijkste mechanisme voor de penetratieverhogende werking van terpenen is de interactie met SC intercellulaire lipiden. De belangrijkste factor die de verhoging beà nvloedt is de lipofiliciteit van de terpenen en de drugmoleculen.
binnenkomst van toxische stoffen via de huid
enkele opmerkelijke toxische stoffen kunnen in het lichaam terechtkomen na besmetting van de huid. Bijvoorbeeld:
- bepaalde veelgebruikte organische fosfaatbestrijdingsmiddelen hebben werknemers in de landbouw vergiftigd na blootstelling aan de huid.
- het neurologische oorlogsmiddel sarin gaat gemakkelijk door de huid en kan bij blootgestelde personen een snelle dood veroorzaken.
- verscheidene industriële oplosmiddelen kunnen systemische toxiciteit veroorzaken door de huid te penetreren. Bijvoorbeeld:
- tetrachloorkoolstof komt in de huid terecht en veroorzaakt leverbeschadiging.
- hexaan kan door de huid gaan en zenuwbeschadiging veroorzaken.
de huid bestaat uit drie hoofdlagen van cellen zoals weergegeven in Figuur 1:
- Epidermis
- Dermis
- subcutaan weefsel
figuur 1. Huidlagen
(bron: ontleend aan foto ‘ s van iStock, ©)
Epidermis en Stratum Corneum
de epidermis (en in het bijzonder het stratum corneum) is de enige laag die belangrijk is bij het reguleren van de penetratie van een huidcontaminant. Het bestaat uit een buitenste laag van cellen, verpakt met keratine, bekend als de stratum corneum laag. Het stratum corneum is verstoken van bloedvaten. De celwanden van de keratinized cellen zijn blijkbaar dubbel in dikte als gevolg van de aanwezigheid van de keratine, die chemisch resistent en een ondoordringbaar materiaal. De bloedvaten zijn meestal ongeveer 100 µM van het huidoppervlak. Om een bloedvat binnen te gaan, moet een agent door verschillende lagen cellen gaan die over het algemeen bestand zijn tegen penetratie door chemicaliën.
factoren die de penetratie van het Stratum corneum beïnvloeden
dikte
de dikte van het stratum corneum varieert sterk per lichaamsdeel. Het stratum corneum van de handpalmen en zolen is zeer dik (400-600 µM) terwijl dat van de armen, rug, benen en buik veel dunner is (8-15 µM). Het stratum corneum van de oksel (oksel) en inguinale (lies) regio ‘ s is de dunste met het scrotum bijzonder dun. Zoals verwacht, heeft het vermogen van toxische stoffen om dat stratum corneum te penetreren omgekeerd betrekking op de dikte van de epidermis.
schade
elk proces dat het stratum corneum verwijdert of beschadigt, kan de penetratie van een xenobioticum versterken. Schaafwonden, krassen of snijwonden aan de huid maken het penetratiever. Sommige zuren, logen en corrosieve stoffen kunnen het stratum corneum verwonden en het gemakkelijker maken voor agenten om deze laag te penetreren. De meest voorkomende huidaandoeningen die de absorptie van de huid verbeteren, zijn huidbrandwonden en dermatitis.
passieve diffusie
toxische stoffen bewegen door passieve diffusie door het stratum corneum. Er zijn geen actieve transportmechanismen bekend die binnen de epidermis functioneren. Polaire en niet-polaire toxische stoffen diffunderen door het stratum corneum door verschillende mechanismen:
- de polaire samenstellingen, die in water oplosbaar zijn, schijnen om door het buitenoppervlak van de gehydrateerde keratinized laag te diffunderen.
- niet-polaire verbindingen, die oplosbaar zijn in lipiden, lossen op in en diffunderen door het lipidemateriaal tussen de keratinefilamenten.
Water
Water speelt een belangrijke rol bij de absorptie via de huid. Normaal gesproken wordt het stratum corneum gedeeltelijk gehydrateerd (ongeveer 7 gewichtsprocent). Penetratie van polaire stoffen is ongeveer 10 keer effectiever dan wanneer de huid volledig droog is. Extra hydratatie op het huidoppervlak verhoogt de penetratie met 3-5 keer, wat het vermogen van een polaire verbinding om de epidermis te penetreren verder verhoogt.
soorten
de penetratie van de huid kan per soort variëren, wat van invloed kan zijn op de selectie van de soorten die voor veiligheidstests worden gebruikt. Penetratie van chemicaliën door de huid van de aap, varken, en cavia is vaak vergelijkbaar met die van mensen. De huid van de rat en het konijn is over het algemeen meer doorlaatbaar terwijl de huid van de kat over het algemeen minder doorlaatbaar is. Om praktische redenen en om een adequate veiligheid te garanderen, zijn de ratten en konijnen gebruikt voor veiligheidstests op de huidtoxiciteit.
andere Absorptieplaatsen via de huid
naast het stratum corneum kunnen kleine hoeveelheden chemicaliën worden geabsorbeerd door de zweetklieren, talgklieren en haarfollikels. Aangezien deze structuren echter slechts een zeer klein percentage van het totale huidoppervlak vertegenwoordigen, worden zij gewoonlijk niet beschouwd als belangrijke bijdragers aan de huidabsorptie.
Dermis en onderhuids weefsel
zodra een stof door het stratum corneum is gepenetreerd, komt deze in de onderste lagen van de epidermis, de dermis en onderhuids weefsel. Deze lagen zijn veel minder bestand tegen verdere diffusie. Ze bevatten een poreus, niet-selectief waterig diffusiemedium dat door eenvoudige diffusie kan worden gepenetreerd. De meeste toxicanten die door het stratum corneum zijn overgegaan kunnen nu gemakkelijk door de rest van de huid bewegen en via de grote aantallen veneuze en lymfatische capillairen in de dermis de bloedsomloop binnenkomen.
Semivolatiele organische compounds (SVOCs)
blootstelling aan semivolatiele organische compounds (SVOCs) via de huid kan voorkomen. De hoeveelheid Svoc ’s die via lucht-op-huidopname wordt geabsorbeerd, is naar schatting vergelijkbaar met of groter dan de hoeveelheid die via inhalatie wordt opgenomen voor veel svoc’ s die binnenshuis worden aangetroffen, waaronder:
- gebutyleerd hydroxytolueen (BHT)
- chloorpyrifos
- Diethylftalaat
- Nicotine (in de vorm van vrije base)
- andere chemische stoffen
de invloed van deeltjes en stof op dermale blootstelling, de rol van kleding en beddengoed als transportvectoren, en de potentiële betekenis van haarfollikelen als vervoer shunts door de epidermis zijn alle gebieden van onderzoeksbelang.
blootstelling van de mens aan svoc ‘ s binnenshuis via de huid is vaak onderschat en is bij de beoordeling van de blootstelling niet in aanmerking genomen. Maar blootstellingswetenschappers, risicobeoordelaars en volksgezondheidsfunctionarissen zijn zich steeds meer bewust van en geïnteresseerd in de gezondheidseffecten van dermale blootstelling. Verder, deskundigen proberen te begrijpen hoe de gevolgen voor de gezondheid kan variëren door de Blootstellingsroute. Bijvoorbeeld, een SVOC die het bloed via de huid komt niet dezelfde ontgiftingswegen die het zou tegenkomen wanneer ingenomen en verwerkt door de maag, darmen, en lever voordat het bloed; zijn directe ingang in het bloed kan het potentieel giftiger maken.
Figuur 2. Voorbeelden van svocs uit consumptiegoederen
(Bron afbeelding): Aangepast van iStock foto ‘ s,©)