spre deosebire de membranele subțiri ale alveolelor respiratorii și ale vililor gastrointestinale, pielea este un țesut complex, multistrat. Este relativ impermeabil la majoritatea ionilor și soluțiilor apoase și servește ca o barieră pentru majoritatea xenobioticelor.
știai?
sulfoxidul de dimetil (DMSO) a fost utilizat în cercetare, medicină umană și veterinară și ca solvent. După aplicarea pe piele, unii oameni pot detecta rapid un gust de usturoi, deoarece DMSO este absorbit și intră în organism. DMSO crește, de asemenea, rata de absorbție a altor compuși prin piele.
pentru livrarea de medicamente transdermice (TDD), marea provocare este proprietatea de barieră a pielii, în special a stratului cornos (SC). Au fost dezvoltate diferite metode pentru a spori penetrarea medicamentelor prin piele, cea mai populară abordare fiind utilizarea potențiatorilor de penetrare (PEs), inclusiv terpenele naturale. Terpenele, o clasă mare și diversă de compuși organici produși de o varietate de plante, sunt o clasă foarte sigură și eficientă de PEs. Limonenul este un exemplu de terpenă utilizat ca potențiator de penetrare. Mecanismul principal pentru acțiunea de creștere a penetrării terpenelor este interacțiunea cu lipidele intercelulare SC. Factorul cheie care afectează îmbunătățirea este lipofilicitatea terpenelor și a moleculelor de medicament.
intrarea substanțelor toxice prin piele
unele substanțe toxice notabile pot intra în organism în urma contaminării pielii. De exemplu:
- anumite pesticide organofosfatice utilizate în mod obișnuit au otrăvit lucrătorii agricoli în urma expunerii dermice.
- agentul de război neurologic, sarinul, trece ușor prin piele și poate produce moartea rapidă a persoanelor expuse.
- mai mulți solvenți industriali pot provoca toxicitate sistemică prin penetrarea pielii. De exemplu:
- tetraclorura de Carbon intră în piele și provoacă leziuni hepatice.
- hexanul poate trece prin piele și poate provoca leziuni ale nervilor.
pielea este format din trei straturi principale de celule așa cum este ilustrat în Figura 1:
- epidermă
- dermă
- țesut subcutanat
Figura 1. Straturi ale pielii
(sursa imaginii: adaptat de la iStock Photos, inkt)
epidermă și Stratum Corneum
epiderma (și în special stratul cornos) este singurul strat care este important în reglarea penetrării unui contaminant al pielii. Se compune dintr-un strat exterior de celule, ambalate cu keratina, cunoscut sub numele de stratul cornos strat. Stratul cornos este lipsit de vase de sânge. Pereții celulari ai celulelor keratinizate au aparent o grosime dublă datorită prezenței keratinei, care este rezistentă chimic și un material impenetrabil. Vasele de sânge sunt de obicei la aproximativ 100 de centimetri de suprafața pielii. Pentru a intra într-un vas de sânge, un agent trebuie să treacă prin mai multe straturi de celule care sunt în general rezistente la penetrarea substanțelor chimice.
factori care influențează penetrarea stratului cornos
grosime
grosimea stratului cornos variază foarte mult în funcție de regiunile corpului. Stratul cornos al palmelor si talpilor este foarte gros (400-600 MMC), in timp ce cel al bratelor, spatelui, picioarelor si abdomenului este mult mai subtire (8-15 MMC). Stratul cornos al regiunilor axilare (axilare) și inghinale (inghinale) este cel mai subțire, cu scrotul deosebit de subțire. Așa cum era de așteptat, capacitatea toxicanților de a pătrunde în stratul cornos se referă invers la grosimea epidermei.
Damage
orice proces care îndepărtează sau dăunează stratului cornos poate spori penetrarea unui xenobiotic. Abraziunea, zgârierea sau tăieturile pe piele o vor face mai penetrabilă. Unii acizi, alcalii și corozivi pot răni stratul cornos și pot facilita penetrarea agenților în acest strat. Cele mai răspândite afecțiuni ale pielii care sporesc absorbția dermică sunt arsurile pielii și dermatita.
difuzie pasivă
substanțele toxice se deplasează prin stratul cornos prin difuzie pasivă. Nu există mecanisme de transport active cunoscute care să funcționeze în interiorul epidermei. Substanțele toxice polare și nepolare difuzează prin stratul cornos prin diferite mecanisme:
- compușii polari, care sunt solubili în apă, par să difuzeze prin suprafața exterioară a stratului keratinizat hidratat.
- compușii nepolari, care sunt solubili în lipide, se dizolvă și difuzează prin materialul lipidic dintre filamentele de keratină.
apa
apa joacă un rol important în absorbția dermică. În mod normal, stratul cornos este parțial hidratat (aproximativ 7% din greutate). Penetrarea substanțelor polare este de aproximativ 10 ori mai eficientă decât atunci când pielea este complet uscată. Hidratarea suplimentară pe suprafața pielii crește penetrarea de 3-5 ori, ceea ce crește și mai mult capacitatea unui compus polar de a pătrunde în epidermă.
speciile
penetrarea pielii poate varia în funcție de specie, ceea ce poate influența selecția speciilor utilizate pentru testarea siguranței. Penetrarea substanțelor chimice prin pielea maimuței, porcului și cobaiului este adesea similară cu cea a oamenilor. Pielea șobolanului și a iepurelui este în general mai permeabilă, în timp ce pielea pisicii este în general mai puțin permeabilă. Din motive practice și pentru a asigura o siguranță adecvată, șobolanul și iepurele au fost utilizate pentru testele de siguranță privind toxicitatea cutanată.
alte locuri de absorbție dermică
pe lângă stratul cornos, cantități mici de substanțe chimice pot fi absorbite prin glandele sudoripare, glandele sebacee și foliculii de păr. Cu toate acestea, deoarece aceste structuri reprezintă doar un procent foarte mic din suprafața totală a pielii, ele nu sunt privite în mod obișnuit ca factori importanți ai absorbției dermice.
derma și țesutul subcutanat
odată ce o substanță pătrunde prin stratul cornos, intră în straturile inferioare ale epidermei, dermei și țesutului subcutanat. Aceste straturi sunt mult mai puțin rezistente la difuzie ulterioară. Acestea conțin un mediu de difuzie apos poros, neselectiv, care poate fi pătruns prin difuzie simplă. Majoritatea substanțelor toxice care au trecut prin stratul cornos se pot deplasa cu ușurință prin restul pielii și pot intra în sistemul circulator prin numărul mare de capilare venoase și limfatice din derm.
compuși organici Semivolatili (Svoc)
se poate produce expunerea la compuși organici semivolatili (Svoc) pe cale cutanată. S – a estimat că cantitatea de Svoc absorbită prin absorbție aer-piele este comparabilă sau mai mare decât cantitatea administrată prin inhalare pentru multe Svoc întâlnite în interior, inclusiv:
- hidroxitoluen butilat (BHT)
- Clordan
- clorpirifos
- ftalat de dietil
- nicotină (sub formă de bază liberă)
- alte substanțe chimice
influența particulelor și a prafului asupra expunerii dermice, rolul îmbrăcămintei și al așternutului ca vectori de transport și semnificația potențială a foliculilor de păr ca șunturi de transport prin epidermă sunt toate domenii de interes pentru cercetare.
expunerea umană la Svoc de interior pe cale cutanată a fost adesea subestimată și nu a fost luată în considerare în evaluările expunerii. Cu toate acestea, oamenii de știință de expunere, evaluatorii de risc și oficialii din domeniul sănătății publice sunt din ce în ce mai conștienți și interesați de impactul expunerii dermice asupra sănătății. Mai mult, experții încearcă să înțeleagă modul în care consecințele asupra sănătății pot varia în funcție de calea de expunere. De exemplu, un SVOC care intră în sânge prin piele nu întâlnește aceleași căi de detoxifiere pe care le-ar întâlni atunci când este ingerat și procesat de stomac, intestine și ficat înainte de a intra în sânge; intrarea sa directă în sânge îl poate face potențial mai toxic.
Figura 2. Exemple de Svoc-uri din bunuri de consum
(sursa imaginii: Adaptat de la fotografii iStock, int.)