Toxikologie ist ein zunehmend diskutiertes Thema in unserer Gesellschaft. Einerseits hängt es mit dem wachsenden Gesundheitsbewusstsein des durchschnittlichen Personen zusammen, andererseits weist es darauf hin, dass die Suche nach wirksamen Behandlungsmethoden für uns immer wichtiger wird.

Toxikologie ist die Bezeichnung für die moderne wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Natur und Wirkungsweise toxischer Substanzen und den Folgen ihrer Aufnahme durch den Menschen befasst (auch durch den Haut). Es untersucht hauptsächlich chemische Eigenschaften der Toxinen sowie auch deren Einfluss auf menschlichen Körper. Zu diesem Zweck entwickelt die Toxikologie ausgefeilte Methoden zum Nachweis und Erkennung gefährlicher Substanzen. Es untersucht auch ihre chemische Struktur.

Auf dem Gebiet der Toxikologie wird das Wissen von Wissenschaften wie Chemie, Physik, Pharmazie, Medizin und Physiologie kombiniert. Toxikologische Forschung ist in dieser Hinsicht sehr gesellschaftlich nützlich. Dank Toxikologie wissen wir heute, wie bei Vergiftungen verschiedener Art und Schwere vorzugehen ist.

TEIL I – TOXIKOLOGISCHE UNTERSUCHUNGEN

Um als kosmetischer Inhaltsstoff verwendet zu werden muss jede neue, unbekannte Substanz gründlich getestet werden um ihr toxikologisches Profil zu bestimmen. Aufgrund der weiten Verbreitung von Kosmetikprodukte sind die Kriterien zur Beurteilung der Unbedenklichkeit ihrer Inhaltsstoffe sehr streng. Tatsächlich nur positive Ergebnisse toxikologischer Tests (Wirkstoffe die keine Toxizität aufweisen) erlauben die Aufnahme einer neuen Substanz in die Liste der für die Verwendung in Kosmetika zugelassenen Verbindungen.

Mutagenität und Genotoxizität

Obligatorische Tests für Mutagenität der Wirkstoffen sind in-vitro-Tests wo Entstehung der bakteriellen Mutationen (oder Genmutationen an Zellkulturen) geforscht wird. Zum Mutationen zählen wir alle Veränderungen in Erbgut der Bakterien oder Zellkulturen.

Toxikokinetik

Toxikokinetische Untersuchungen geben Aufschluss über Resorption, Verteilung, Ausscheidung und Stoffwechsel der Substanzen die untersucht werden. Solche Studien werden an Tieren durchgeführt, denen einzelne oder wiederholte Dosen der Testverbindung verabreicht werden. Die Testsubstanz und/oder Stoffwechselprodukte werden in Körperflüssigkeiten, Geweben und/oder Ausscheidungen bestimmt.

Allergene Wirkung

Die Beurteilung der Sensibilisierung erfolgt ausschließlich durch in-vivo-Methoden. Screening-Tests werden an: Mäusen oder Meerschweinchen durchgeführt (Ohrödemtest oder lokaler Lymphknotentest). Interessanterweise werden auch Sensibilisierungsstudien manchmal am Menschen durchgeführt, jedoch sprechen wir da nur von Verbindungen die sich im Tierversuch nicht als allergen oder entzündlich erwiesen haben.

Aufnahme der Toxinen durch die Haut

Ziel dieser Untersuchung ist es Informationen über die Menge der Testsubstanz zu erhalten, die nach dem Auftragen auf die Haut vom Körper aufgenommen werden kann. Die Forschung wird meistens mit in-vitro-Methoden (an isolierter Schweine- oder Rattenhaut) durchgeführt. Interessanterweise Studien auf freiwillige Menschen sind ebenfalls akzeptabel.

Nebenwirkungen von Kosmetikprodukte

In den letzten Jahren ist die Zahl der verwendeten kosmetischen Inhaltsstoffen auf mehrere tausend gestiegen. Die Reichhaltigkeit der Rezeptmöglichkeiten wird Euch gezeigt durch die Anzahl der Sorten von Wirkstoffen die man in Kosmetikprodukte nutzen kann: Fette – 500;  Tenside – 1000;  feuchtigkeitsspendende Verbindungen – 50; Antioxidantien – 40; Konservierungsmittel – 150; Farbstoffe – 500; Duftstoffe -3500. Strenge Kriterien, nach denen neue Kosmetika zum Verkauf angeboten werden (toxikologische, mikrobiologische und dermatologische Tests) haben Anwendung der Produkten relativ sicher gemacht. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass die Unbedenklichkeit von Kosmetika in Tests an der Haut oder äußeren Schleimhaut nur gesunder Menschen beurteilt wird. In der Praxis Kosmetikprodukte werden auch benutzt durch Menschen die an Hautkrankheiten leiden oder empfindliche Haut haben. Unerwünschte Nebenwirkungen, sowohl lokal als auch systemisch können von Zeit zu Zeit auftreten. Mögliche Nebenwirkungen sind Hautirritationen, Kontaktallergien, Lichtreaktionen, Akne, Kontaktekzeme, Pigmentstörungen, Veränderungen an Haaren und Nägeln, subjektive Symptome und andere Wirkungen wie zum Beispiel Veränderungen der Elastizität, Hautdicke, Faltenmenge usw.

TEIL II – TOXISCHE REAKTIONEN DER HAUT

Hautreaktionen die durch Kosmetikprodukte ausgelöst werden können

Die Hauptform der Nebenwirkungen von Kosmetikinhaltsstoffen sind unterschiedliche Hautreaktionen: Dermatitis, Ekzem (Kontaktdermatitis). Abhängig von der Art der Faktoren die eine Kontaktdermatitis verursachen können werde ich sie auf fünf Typen aufteilen:

1. Akut toxische Hautreaktionen (Dermatitis toxica acuta)
2. Reizungen (Dermatitis ex iriree)
3. Phototoxische Hautreaktionen (Dermatitis phototoxica)
4. Allergische Hautreaktionen (allergische Dermatitis)
5. Photoallergische Hautreaktionen (Dermatitis photoallergica)

Dermatitis die durch primäre Reizstoffe verursacht wird, kann in akute und chronische Entzündungen unterteilt sein. Akute toxische Dermatitis wird durch starke Reizstoffe verursacht und ist auf den Ort ihrer Anwendung beschränkt. Es ist oft eine oberflächliche Entzündung mit Symptomen von Erythem und Exsudat, begleitet von einem brennenden Gefühl der Haut. Primäre Reizstoffe können bei jedem eine entzündliche Hautreaktion hervorrufen, wenn sie in der richtigen Konzentration und zur richtigen Zeit wirken. Es gibt jedoch individuelle Schwankungen in der Empfindlichkeitsschwelle was in Unterschieden in der Dicke der Epidermis liegen kann. Starke Reizstoffe wirken bereits beim ersten Kontakt mit der Haut. Der Wirkungsmechanismus dieser Reizstoffen besteht hauptsächlich in der Denaturation (Gerinnung) von Hautproteinen oder in der Austrocknung der Haut.

Leichte (relative) Reizstoffe verursachen eine chronische toxische Dermatitis. Dermatitis tritt nach längerem, manchmal langjährigem Kontakt mit diesen Verbindungen auf. Eine wichtige Rolle spielen dabei zahlreiche kleine Reize die sich manchmal summieren und schnell aufeinander folgen bevor die Erholung von der vorangegangenen unterschwelligen Schädigung der Haut erfolgt. Nach einiger Zeit ist die Regenerationsfähigkeit der Haut erschöpft und es entstehen Ekzeme. Primäre Reizstoffe für die Haut können sein: Seifen und Waschmittel, Säuren und Basen, Öle, Lösungsmittel, organische Peroxide, aber auch Produkte pflanzlichen und tierischen Ursprungs.

Allergische Hautreaktionen

Allergische Dermatitis ist eine der häufigsten Folgen des Hautkontakts mit körperfremden chemischen Verbindungen.  Allergie ist eine starke Reaktion des Immunsystems auf bestimmte Allergene (allergieauslösende Moleküle). Studien der körpereigenen Immunabwehrmechanismen haben gezeigt, dass Lymphozyten das Hauptglied bei der allergischen Reaktion sind. Allergische Reaktionen können als immunologische Sofortreaktion unter dem Einfluss von durch Limphozyten B produzierten Antikörpern auftreten. Sie können auch als verzögerte zelluläre Reaktionen die als Folge der Wirkung von T-Lymphozyten auftreten. Allergische Dermatitis entsteht am häufigsten als zelluläre Immunreaktion. Überempfindlichkeitsmechanismen vom verzögerten Typ (da wo Lymphozyten T beteiligt sind) bei allergischer Kontaktdermatitis entwickeln sich in zwei Phasen.
In der ersten Phase – Induktion – kommt es zu einer Sensibilisierung, in der nächsten Phase führt der Kontakt mit dem Allergen zum Auftreten einer allergischen Reaktion. Wenige Tage sind die kürzeste Zeitspanne die diese Phasen trennt. Manchmal dauert es Monate oder sogar Jahre bis sich eine Sensibilisierung entwickelt. Während der Sensibilisierungsphase dringt eine chemische Verbindung oft eine Partikel mit niedrigem Molekulargewicht (in Immunologie wird diese Partikelals Hapten genannt) in die Haut ein und verbleibt dort für einige Zeit. Hapten verbindet sich mit verschiedenen Proteinen der Haut (zB. Epidermis) zu einem vollständigen Antigen (Antigen – fremde Partikel die durch Immunsystem bekämpft wird. Viren und Bakterien gehören auch zum Antigene). Das Antigen wird durch T-Zellen mit Hilfe von Langerhanszellen erkannt. Die Langenhans Zellen haben die Fähigkeit exogene (äusere) Antigene einzufangen, sie zu verarbeiten und den T-Lymphozyten Informationen zu präsentieren, die eine Immunantwort stimulieren und induzieren. Einfach gesagt: Langerhanszellen fangen allergielösende Antigene, zeigen sie den Lymphozyten T, und Lymphozyten T lösen Immunantwort aus. T-Lymphozyten, die die von der Langerhans-Zelle präsentierte Antigene erkennen, werden in den Lymphknoten aktiviert und vermehren sich zu funktionell unterschiedlichen Populationen – den sogenannten Effektor-T-Zellen. Bei erneutem Kontakt mit dem Allergen gewinnen sie die Fähigkeit sich zu vermehren und weitere Klone der sensibilisierten Lymphozytenpopulation zu produzieren. Am Ende der Induktionsphase verlassen spezifisch sensibilisierte T-Zellen die Lymphknoten und beginnen im ganzen Körper zu zirkulieren, wodurch die gesamte Haut sensibilisiert wird. In der auslösende (zweite) Phase der Allergie, die erst nach der Entwicklung einer Sensibilisierung auftreten kann, verursacht der Kontakt der Haut mit sogar einer minimalen Menge an Allergen einer Kaskade von Reaktionen die allergischen Kontaktdermatitis verursachen.

Das Auftreten einer Sensibilisierung ist die Ursache für eine spezifische Überempfindlichkeit der Haut. Allergische Veränderungen werden hauptsächlich durch folgende Inhaltsstoffe von Kosmetikprodukte verursacht: Duftstoffe, Konservierungsstoffe, basische Bestandteile und Farbstoffe.

1. Duftstoffen: Aldehyd (X-Amylcinnamic), Zimtaldehyd, Eugenol und Isoeugenol, Hydroxycitrinellal, Geraniol, Citral.
2. Konservierungsstoffe: Ester der p-Hydroxybenzoesäure (Parabene)
3. Andere: Lanolin, Metallsalze (hauptsächlich Chrom), Eosin, p-Phenylendiamin und andere aromatische Amine

Es kann auch zum Kreuzsensibiliesierung kommen. Das Phänomen der Kreuzsensibilisierung tritt auf, wenn die Immunmechanismen des Körpers nicht in der Lage sind zwischen Verbindungen mit ähnlicher chemischer Struktur zu unterscheiden. Solche Verbindungen finden wir in vielen Kosmetikprodukten. Gruppensensibilisierung wird durch Anilinderivate, p-Aminobenzoesäure, p-Hydroxybenzoesäure und ihre Ester (Parabene), Farbstoffe (p-Phenylendiamin) und Sulfonamide verursacht.

Phototoxische und photoallergische Reaktionen

Einige chemische Verbindungen können unter dem Einfluss von Sonnenlicht, insbesondere UV-Strahlung (290–400 nm), photoaktiviert werden und dadurch phototoxische oder photoallergische Eigenschaften annehmen. Je nach Wirkmechanismus dieser Verbindungen können phototoxische oder photoallergische Reaktionen auftreten. Eine chemische Verbindung mit phototoxischer Wirkung, die Photonen der Lichtenergie absorbiert, schädigt durch Elektronenanregung Zellstrukturen. In den Fall werden Radikale (Peroxide) gebildet und durch die exotherme Reaktion wird thermische Energie freigesetzt. Organellen und Zellmembranen werden geschädigt. Es kommt zu einer Entzündung der Haut die als Reaktion einer primären Reizung ähneln kann. Es zeigt keinen Zusammenhang mit einer allergischen Reaktion. Phototoxische Reaktionen haben ein klinisches Bild von Sonnenbrand mit Erythem und Blasen und die Veränderungen beschränken sich im Wesentlichen auf den Wirkort der phototoxischen Substanz und Licht. Phototoxische Reaktionen können sowohl durch äußere als auch durch allgemeine Einwirkung chemischer Verbindungen auftreten. Zu den phototoxischen Stoffen gehören unter anderem: Teerderivate; Acridin- und Eosin-Farbstoffe; ätherische Öle die in der Parfümerie verwendet werden (Bergamotte, Zeder, Sandelholz, einige Zitrusfrüchte); Parabene; Pflanzlicheextrakte; Medikamente (Sulfonamide, Phenothiazine, Antibiotikum – Tetracycline). Bei einer photoallergischen Reaktion verändern Photonen ultravioletter Strahlung die Struktur einer bestimmten Verbindung, sodass ein neues Hepten (allergieauslösende Moleküle) gebildet wird. Durch seine Bindung an Proteine ​​wird ein Photoantigen produziert, dass zur Bildung einer unter Lichteinwirkung sichtbaren Sensibilisierung führt. Chemische Verbindungen mit photoallergischen Eigenschaften können bei höheren Konzentrationen direkte phototoxische Wirkungen haben. Daher ist auch eine Überlagerung von phototoxischen und photoallergischen Reaktionen möglich. Allergische Lichttests werden in Toxikologie verwendet um eine Photoallergie zu erkennen. Nach dem Entfernen der geforschten Probe aus der Haut, wird die Applikationsstelle mit einer Quarzlampe bestrahlt oder einer Sonnenbestrahlung ausgesetzt und die Reaktion nach 24 und 48 Stunden beurteilt. Zu den photoallergischen Faktoren zählen ua: Cumarinderivate, Duftstoffe (Ambrette-Moschus), Sonnenschutzmittel (p-Aminobenzoesäure-Derivate), Arzneimittel (Sulfonamide, Chlorsalicylamide, Phenothiazine).

Hautreaktionen auf unterschiedliche Toxine

Die häufigste Hauterkrankungen sind das Ergebnis der Exposition gegenüber toxischen Substanzen und das häufigste Symptom einer Exposition (z.B. Beruflicheexpositionen) ist Kontaktdermatitis. Die Kontaktdermatitis zeichnet sich durch Reizung, Juckreiz und manchmal Schmerzen der Hautoberfläche die mit toxische Substanz kontakt hatte. Erkrankte Haut als Folge einer Kontaktentzündung zeigt viele Symptome. Einer von ihnen ist Erythem oder Rötung. Die Hautoberfläche kann sich sogar ablösen. Verdickungen und Verhärtungen können sehr häufig auftreten. Pickelmale können sich auch bilden. Haut die von einer Kontaktentzündung betroffen ist, zeigt typischerweise Ödeme mit der Ansammlung von Flüssigkeit zwischen den Hautzellen (in interzelluläre Räume). Es gibt zwei allgemeine Kategorien von Kontaktdermatitis: toxische Dermatitis und allergische Kontaktdermatitis. Toxische Dermatitis ist nicht mit einer Immunantwort verbunden und wird typischerweise durch Kontakt mit einer ätzenden Substanz verursacht, die einen extremen pH-Wert, eine hohe Oxidationskapazität oder die Fähigkeit zum Dehydratation und zur Auflösung von Hautlipiden aufweist. In extremen Fällen werden Hautzellen zerstört, was zu Entstehung der Narben führen kann. Als guter Beispiel ist die stark oxidierende Wirkung von 30%igem Wasserstoffperoxid, die Verätzungen verursacht. Andere Chemikalien die Verätzungen verursachen, sind: Ammoniak, Branntkalk (CaO), Chlor, Ethylenoxid, Halogenwasserstoffsäuren, Methylbromid, Stickstoffoxide, Phenol, Alkalimetallhydroxide (NaOH, KOH) und Säuren. Gott sei Dank, solche Reaktionen treten nicht beim Nutzung von Kosmetikprodukte auf. Allergische Kontaktdermatitis tritt auf wenn Personen aufgrund einer anfänglichen Exposition gegenüber Chemikalien allergisch gegen Chemikalien werden was durch Entzündung der Haut gekennzeichnet ist (Mechanismen der allergische Deramtitis wurden ober beschrieben). Viele Substanzen können allergische Kontaktdermatitis verursachen. Einige davon sind Substanzen die als Körperpflegeprodukte direkt auf die Haut aufgetragen werden. Diese Kategorie umfasst die Antibiotika – zB. Neomycin, das Konservierungsmittel – Benzalkoniumchlorid, die Arzneimittel – Kortikosteroide und das Antiseptikum – Dichlorophen. Andere Substanzen, die allergische Dermatitis verursachen können sind: Formaldehyd (tatsächlich ist es in viele Kosmetikprodukte zu finden), Hydrochinon, Farbstoffe. Allergische Dermatitis wird in große Teil durch Histamin verursacht.

Phototoxische Hautreaktionen treten als Folge der Absorption von Strahlung auf, hauptsächlich Sonnenlicht und ultraviolette Strahlung im UVB-Bereich von 290-320 nm. Photonen werden von funktionellen Gruppen von Biomolekülen (sogenannten Chromophoren absorbiert). Die wichtigsten Chromophore in der Haut sind DNA-Moleküle, die durch Absorption von Photonenenergie modifiziert werden können, Aminosäuren und Produkte die während des Proteinabbaus freigesetzt werden (zB. Aminosäure Tryptophan und Urocansäure). Als schützender Chromophor dient die gut bekannte Melanin, das UVB extrem wirksam absorbiert und den menschlichen Haut vor Sonnenlicht schützt.

Die Photoallergie erzeugt ähnliche Symptome und folgt einem ähnlichen Mechanismus wie die bereits beschriebene allergische Kontaktdermatitis. Als Folge photoallergischer Dermatitis können folgende Probleme vorkommen: Zerstörung der Hautstruktur und Veränderungen der Hautpigmentierung.. Hyperpigmentierung tritt als Folge einer erhöhten Produktion und Ablagerung von Melanin auf. Vitiligo (Albinismus) tritt auf, wenn die Haut ihre Pigmente verliert, was zu einem weißen Hautarealen führt.

Toxische Substanzen können auch Akne verursachen. Akne ist gekennzeichnet durch Entstehung von Hautausschläge: Mitesser, Pusteln, Zysten und Papeln sowie auch Entzündungen auf der Hautoberfläche. Es kann durch die Einwirkung von Chemikalien verursacht werden. Der bekannteste Fall von chemikalieninduzierter Akne ist Chlorakne, die durch den Kontakt mit chlorierten Kohlenwasserstoffen verursacht wird

Letztens, möchte ich schreiben, dass viele Chemikalien können letztendlich zum Entstehung der Krebs führen. Hautkrebs ist eine sehr häufige Form von Krebs. Schädigung der Haut-DNS durch Sonnenlicht ist die häufigste Ursache für Hautkrebs. Es verursacht Mutationen die zur Bildung von Krebszellen führen und unterdrückt die Immunantwort, die diese Zellen normalerweise daran hindert sich zu reproduzieren. Eine Klasse von Chemikalien die häufig mit Hautkrebs in Verbindung gebracht werden sind polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe. Sie können zu Substanzen metabolisieren die an DNA binden und Krebs auslösen.