| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Hudoptagelse af pesticider - betydning af lag-time og reservoir-effekt

2 Resultater

• 2.1 Betydning af stoffers opløselighed for absorptionsmængde og hastighed
  • 2.1.1 Glyphosat
  • 2.1.2 Caffein
  • 2.1.3 Dimethoate
  • 2.1.4 Pirimicarb
  • 2.1.5 Benzosyre
  • 2.1.6 Malathion
  • 2.1.7 Methiocarb
  • 2.1.8 Paclobutrazol
  • 2.1.9 Prochloraz
  • 2.1.10 Resultat-resumé
• 2.2 Betydning af afvaskning og let hudbeskadigelse for penetration
  • 2.2.1 Glyphosat
  • 2.2.2 Caffein
  • 2.2.3 Dimethoate
  • 2.2.4 Benzosyre
  • 2.2.5 Malathion
  • 2.2.6 Methiocarb
  • 2.2.7 Resultat-resumé

2.1 Betydning af stoffers opløselighed for absorptionsmængde og hastighed

Den dermale absorption begrænses af såvel en for høj lipofilicitet som en for lav lipofilicitet. Det har umiddelbart betydning ved formuleringer af produkter til dermal applicering (typisk farmaka samt kosmetikprodukter) samt ved formulering af for eksempel pesticider, hvor man tilstræber en så effektiv penetration af den ydre membran hos mål-organismen (plante eller skadedyr). Viden om det interval, hvor den største og/eller hurtigste absorption foregår, har imidlertid også betydning for den humane risikovurdering og muligheden for en optimeret forebyggelse. Formålet med dette delstudie var således gennem anvendelse af en række modelstoffer at fastlægge et interval i forhold til lipofilicitet, hvor den mest effektive absorption kan forventes. Andre faktorer end lipofilicitet har dog også betydning for kemiske stoffers penetration gennem huden, idet den molekylære størrelse både udtrykt som molvægt og stereokemisk kan virke hæmmende og/eller blokerende for hudpenetrataionen. De anvendte modelstoffer repræsenterer derfor et betydeligt interval for opløselighed såvel som et relevant molvægts-interval.

For hvert modelstof præsenteres den maksimale flux, penetrationskoefficienten Kp (Kp er defineret som: maksimal flux divideret med koncentrationen af teststof i donor, hvilket betyder at Kp teoretisk er koncentrationsuafhængig), lag-time, huddeponering (epidermis samt dermis), total penetration samt genfinding, ligesom den resterende og ikke-absorberede mængde modelstof i donorkammeret er bestemt.

2.1.1 Glyphosat

Glyphosat blev påsat i en mængde på 424 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 4 mg/mL. Der observeres en betydelig forskel mellem de to delforsøg, der må tilskrives forskelle donorerne imellem (Tabel 2). Den maksimale flux findes som hældningen på det lineære stykke af penetrationskurven (Figur 3), og beregnes for de samlede data til 23,6 ng/cm²*t (0,139 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 59,0 nm/t (Tabel 2). Den totale mængde glyphosat absorberet over membranen på 2,12 cm² i løbet af 48 timer var 743 ng/cm² (Tabel 2). Lag-time findes til knap 8 timer (Figur 3, Tabel 2).

Tabel 2. Penetration data for Glyphosat. Resultaterne er angivet som middelværdier + SD for de to uafhængige forsøg, og som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den totale glyphosat-deponering i huden efter 48 timer var 0,7 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig med 0,5 % i epidermis og 0,2 % i dermis (Tabel 2). Kun en meget begrænset mængde glyphosat absorberedes i løbet af de 48 timer, og langt hovedparten af den påsatte mængde glyphosat var fortsat at finde i donorkammeret ved forsøgets afslutning efter 48 timer (Tabel 2). Der var en utilfredsstillende lav donor recovery i det ene forsøg, hvilket resulterer i en overall genfinding på gennemsnitlig 92 %.

Figur 3. Dermal penetration for glyphosat.

2.1.2 Caffein

Caffein blev påsat i en mængde på 424 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 4 mg/mL. Der observeres en udmærket overensstemmelse mellem de to delforsøg, idet deponeringen i huden dog er klart forskellig (Tabel 3). Den maksimale flux findes som hældningen på det stejleste, lineære stykke af penetrationskurven (Figur 4), og beregnes for de samlede data til 1,51 µg/cm²*t (7,78 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 3,78 µm/t (Tabel 3). Den totale mængde caffein absorberet over membranen på 2,12 cm² i løbet af 48 timer var 37,4 µg/cm² (Tabel 3). Lag-time findes at være knap 7 timer (Figur 4, Tabel 3).

Table 3. Penetration data for Caffein. Resultaterne er angivet som middelværdier + SD for de to uafhængige forsøg, og som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den totale caffein-deponering i huden efter 48 timer var 7,0 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig ligeligt med 3,4 % i epidermis og 3,6 % i dermis (Tabel 3). Knap 20 % af den påsatte mængde caffein absorberedes i løbet af de 48 timer, mens hovedparten af den påsatte mængde caffein fortsat var at finde i donorkammeret ved forsøgets afslutning efter 48 timer (Tabel 3). Der var en tilfredsstillende overall genfinding på 100 %.

Figur 4. Dermal penetration for caffein.

2.1.3 Dimethoate

Dimethoat blev påsat i en mængde på 137,5 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 229 µg/mL. De to uafhængige forsøg med dimethoat viser udmærket overensstemmelse i forhold til de beregnede penetrationsparametre (Tabel 4). Den maksimale flux findes som hældningen på penetrationskurven mellem 24 og 42 timer (Figur 5), og beregnes for de samlede data til 0,11 µg/cm²*t (0,48 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 4,9 µm/t (Tabel 4). Den totale mængde dimethoat absorberet over membranen på 2,12 cm² i løbet af 42 timer var 2,41 µg/cm² (Tabel 4). Lag-time findes at være godt 22 timer (Figur 5, Tabel 4).

Tabel 4. Penetration data for Dimethoat. Resultaterne er angivet som middelværdier + SD for de to uafhængige forsøg, og som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den totale dimethoat-deponering i huden efter 42 timer var knap 2 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig med 0,4 % i epidermis og 1,5 % i dermis (Tabel 4). Kun en begrænset mængde dimethoat absorberedes i løbet af de 42 timer, og langt hovedparten af den påsatte mængde dimethoat var fortsat at finde i donorkammeret ved forsøgets afslutning efter 42 timer (Tabel 4). Der var en genfinding på gennemsnitlig 109 %.

Figur 5. Dermal penetration for Dimethoat.

2.1.4 Pirimicarb

Pirimicarb blev påsat i en mængde af 21,7 µg, svarende til en koncentration i donorkammeret på 36,2 µg/mL. De to uafhængige forsøg med pirimicarb viser en signifikant kortere lag-time (12 timer) i forsøg 04-2.2 i forhold til forsøg 04-1 (19 timer) (Tabel 5) som udtryk for en kortere passagetid og/eller mindre reservoir i huden fra de i forsøg 04-2.2 anvendte donorer. Den maksimale flux findes som hældningen på det lineære stykke af penetrationskurven for de samlede data for pirimicarb (Figur 6), og beregnes til 0,10 µg/cm²*t (0,42 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 27,7 µm/t (Tabel 5).

Tabel 5. Penetration data for Pirimicarb. Resultaterne er angivet som middelværdier + SD for de to uafhængige forsøg, og som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den kortere lag-time i det ene forsøg betyder også en større totalpenetration over de 48 timer (4,4 versus 2,6 µg/cm², ligesom receptor recovery af samme grund var signifikant højere i forsøg 04-2.2 end i forsøg 04-1 (Table 5). Den totale mængde pirimicarb der gennemsnitligt blev absorberet over membranen på 2,12 cm² i løbet af 48 timer, var 3,5 µg/cm² (Tabel 5). Den totale deponering i huden efter 48 timer var i snit 11 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig med 1,5 % i epidermis og 10 % i dermis (Tabel 5). Gennemsnitlig en tredjedel af den påsatte mængde pirimicarb absorberedes i løbet af de 48 timer, medens omkring halvdelen af den påsatte mængde pirimicarb var fortsat at finde i donorkammeret ved forsøgets afslutning efter 48 timer (Tabel 5). Der var en genfinding på gennemsnitlig 96 %.

Figur 6. Dermal penetration for Pirimicarb.

2.1.5 Benzosyre

Benzosyre blev påsat i en mængde af 424 µg, svarende til en koncentration i donorkammeret på 4 mg/mL. De to uafhængige forsøg med benzosyre viser udmærket overensstemmelse i forhold til de beregnede penetrationsparametre (Tabel 6). Den maksimale flux findes som hældningen på det initiale lineære stykke af penetrationskurven (Figur 7), og beregnes til 20 µg/cm²*t (0,16 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 50,6 µm/t (Tabel 6). Den totale mængde benzosyre absorberet over membranen på 2,12 cm² i løbet af 48 timer var 187 µg/cm² (Tabel 6). Lag-time findes at være 1,5 timer (Figur 7, Tabel 6).

Tabel 6. Penetration data for Benzosyre. Resultaterne er angivet som middelværdier + SD for de to uafhængige forsøg, og som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den totale benzosyre-deponering i huden efter 48 timer var 1,5 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig med 0,4 % i epidermis og 1,1 % i dermis (Tabel 6). Kun en begrænset mængde benzosyre var tilbage i donorkammeret (4 %) efter 48 timer, idet langt hovedparten af den påsatte mængde benzosyre var absorberet og kunne findes i receptorkammeret ved forsøgets afslutning efter 48 timer (Tabel 6). Penetrationskurven viser da også den udfladning, der indikerer snarlig ligevægt i den passive diffusion mellem donorkammer og receptorkammer. Der var en genfinding på gennemsnitlig 99 %.

Figur 7. Dermal penetration for benzosyre.

2.1.6 Malathion

Malathion blev påsat i en mængde af 212 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 2 mg/mL. De 18 celler viser udmærket overensstemmelse uden tilstedeværelse af ekstreme celler medførende store spredninger (Tabel 7). Den maksimale flux findes som hældningen på det initiale lineære stykke af penetrationskurven indtil 14 timer (Figur 8), og beregnes til 371 ng/cm²*t (1,12 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 1,85 µm/t (Tabel 7). Den totale mængde malathion absorberet over membranen på 2,12 cm² i løbet af 48 timer var 11,6 µg/cm² (Tabel 7). Lag-time findes at være 2,9 timer (Figur 8, Tabel 7).

Tabel 7. Penetration data for Malathion. Resultaterne er angivet som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den totale malathion-deponering i huden efter 48 timer var 8,4 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig med 2,7 % i epidermis og 5,7 % i dermis (Tabel 7). En betydelig mængde malathion var tilbage i donorkammeret (71 %) efter 48 timer, medens alene 12 % af den påsatte mængde malathion var absorberet og kunne findes i receptorkammeret ved forsøgets afslutning efter 48 timer (Tabel 7). Penetrationskurven viser udmærket linearitet, idet der dog bemærkes en mindre reduktion i penetrationshastigheden (hældningen) det sidste døgn. Der var en genfinding på gennemsnitlig 91 %.

Figur 8. Dermal penetration for malathion.

2.1.7 Methiocarb

Methiocarb blev påsat i en mængde af 18,8 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 31,3 µg/mL. De to uafhængige forsøg med methicarb viser udmærket overensstemmelse i forhold til de beregnede penetrationsparametre (Tabel 8). Den maksimale flux findes som hældningen på det lineære stykke af penetrationskurven (Figur 9), og beregnes til 0,12 µg/cm²*t (0,53 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 38,6 µm/t (Tabel 8). Den totale mængde methiocarb absorberet over membranen på 2,12 cm² i løbet af 48 timer var 4,51 µg/cm² (Tabel 8). Lag-time findes at være knap 12 timer (Figur 9, Tabel 8).

Tabel 8. Penetration data for Methiocarb. Resultaterne er angivet som middelværdier + SD for de to uafhængige forsøg, og som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den totale methiocarb-deponering i huden efter 48 timer var 26 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig med 2,4 % i epidermis og 23,5 % i dermis (Tabel 8). Omkring halvdelen af den påsatte mængde methiocarb absorberedes i løbet af de 48 timer og kunne genfindes i receptorkammeret, medens 17 % af den påsatte mængde methiocarb fortsat var at finde i donorkammeret ved forsøgets afslutning efter 48 timer (Tabel 8). Der var en genfinding på gennemsnitlig 94 %.

Figur 9. Dermal penetration for methiocarb.

2.1.8 Paclobutrazol

Paclobutrazol blev påsat i en mængde af 30,0 µg, svarende til en koncentration i donorkammeret på 49,9 µg/mL. De to uafhængige forsøg med paclobutrazol viser en signifikant kortere lag-time (13 timer) i forsøg 04-2.2 i forhold til forsøg 04.1 (24 timer) (Tabel 9) som udtryk for en længere passagetid og/eller større reservoir i huden fra de i forsøg 04-1 anvendte donorer. Dette er en analog observation med det ene forsøg med pirimicarb, hvor de samme humane donorer indgår. Den maksimale flux findes som hældningen på det lineære stykke af penetrationskurven for de samlede data for paclobutrazol (Figur 10), og beregnes til 0,15 µg/cm²*t (0,51 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 29,2 µm/t (Tabel 9).

Tabel 9. Penetration data for Paclobutrazol. Resultaterne er angivet som middelværdier + SD for de to uafhængige forsøg, og som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den kortere lag-time i det ene forsøg betyder også en større totalpenetration over de 48 timer (16 versus 6 nmol/cm²), ligesom receptor recovery af samme grund var signifikant højere i forsøg 04-2.2 end i forsøg 04-1 (Tabel 9). Den totale mængde pirimicarb, der gennemsnitligt blev absorberet over membranen på 2,12 cm² i løbet af 48 timer, var 3,31 µg/cm² (Tabel 9). Den totale deponering i huden efter 48 timer var i gennemsnit 21 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig med 4 % i epidermis og 17 % i dermis (Tabel 9). Gennemsnitlig en fjerdedel af den påsatte mængde paclobutrazol absorberedes i løbet af de 48 timer, medens omkring 40 % af den påsatte mængde paclobutrazol fortsat var at finde i donorkammeret ved forsøgets afslutning efter 48 timer (Tabel 9). Der var en genfinding på gennemsnitlig 84 %.

Figur 10. Dermal penetration for paclobutrazol.

2.1.9 Prochloraz

Prochloraz blev påsat i en mængde af 25,8 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 42,9 µg/mL. De to uafhængige forsøg med prochloraz viser en kortere lag-time (18 timer) i forsøg 05-2 i forhold til forsøg 05.1 (24 timer) (Tabel 10). En lav initial flux i forsøg 05-2 gør imidleretid, at denne forskel ikke influerer betydende på de øvrige penetrationsparametre. Den maksimale flux findes som hældningen på det lineære stykke af penetrationskurven for de samlede data for prochloraz (Figur 11), og beregnes til 0,08 µg/cm²*t (0,21 nmol/ cm²*t), hvilket resulterer i en Kp-værdi på 18,6 µm/t (Tabel 10).

Tabel 10. Penetration data for Prochloraz. Resultaterne er angivet som middelværdier + SD for de to uafhængige forsøg, og som middelværdi + SEM for det samlede resultat.

Den totale deponering af prochloraz i huden efter 42 timer var 32 % af den påsatte mængde, hvilket fordelte sig med 4 % i epidermis og 28 % i dermis (Tabel 10). Alene omkring 14 % af den påsatte mængde prochloraz absorberedes i løbet af de 42 timer og kunne genfindes i receptorkammeret, medens knap 60 % af den påsatte mængde prochloraz fortsat var at finde i donorkammeret ved forsøgets afslutning efter 48 timer (Tabel 10). Der var en genfinding på gennemsnitlig 102 %.

Figur 11. Dermal penetration for prochloraz.

2.1.10 Resultat-resumé

Nedenfor er opsummeret resultater for de ni modelstoffer anvendt i delstudie 1. Disse data vil danne baggrund for en diskussion af betydningen af opløselighedskarakteristika og molvægt for penetrationsegenskaber. Af overskuelighedsårsager er alene de fundne middelværdier angivet. De i de forudgående tabeller anførte spredninger er anvendt, når statistiske sammenligninger er anført.

Tabel 11. Opløseligheds- og penetrationskarakteristika for ni modelstoffer fra delstudie 1.

2.2 Betydning af afvaskning og let hudbeskadigelse for penetration

Efter endt dermal eksponering vil en del stof være deponeret på huden, en del midlertidigt i den allerøverste del af huden (stratum corneum/epidermis) eller længere nede i selve dermis. Hidtidig regulering er baseret på, at alt fremmedstof fra og med stratum corneum og nedad henregnes som absorberet. Hvor meget, der er deponeret i de øverste lag, er belyst under delstudie 1. Her findes op til 4 % af den administrerede mængde i epidermis ved afslutning af eksperimenterne efter 48 timer, medens den relative deponering i dermis på tilsvarende tidspunkt var fra 0,2 % og op til over 25 % (Tabel 11). Variationen var betinget af stoffernes opløselighedskarakteristika, hvor de mest lipofile modelstoffer havde størst relativ deponering i såvel dermis som epidermis. Med så stor en andel af den administrerede mængde modelstof i huden efter 48 timer er det naturligvis relevant at forholde sig til, hvor stor den relative deponering er efter en mere erhvervsrelevant eksponeringsperiode (6 timer), samt i hvilket omfang denne fraktion kan fjernes ved afvaskning med en svag sæbeopløsning analog til anbefalede forholdsregler efter anvendelse af eller kontakt med for eksempel bekæmpelsesmidler. Problemstillingen omkring deponering (temporær) i huden er ikke tidligere studeret i forhold til flere modelstoffer dækkende et bredere spektrum af opløseligheder og molvægte. Formålet med dette delstudie er således at beskrive den betydning, den midlertidige ophobning i huden (reservoireffekten) har i forhold til en forsinket absorption efter eksponeringsophør, samt at vurdere hvorvidt man ved afvaskning efter endt eksponering kan fjerne en del af det på huden deponerede pesticid eller, om det fortsat skal henregnes som absorberet.

Endvidere inkluderes eksperimenter med lettere beskadiget hud, idet tidligere undersøgelser har indikeret, at beskadigelsen af stratum corneum kan ændre på deponeringsmønstret af fremmedstoffer (Nielsen 2004). Relevansen af denne problemstilling er åbenbar, idet hovedparten af arbejdsstyrken med potentiel pesticideksponering forventes i varierende grad at have lettere beskadiget hud betinget af eksem, smårifter etc.

Forsøgsrækken inkluderer seks modelstoffer. For hvert modelstof præsenteres den maksimale flux, penetrationskoefficienten Kp (Kp = maksimal flux/konc af teststof i donor), lag-time, huddeponering (epidermis samt dermis), total penetration samt genfinding, ligesom den resterende og ikke-absorberede mængde modelstof i donorkammeret er bestemt.

2.2.1 Glyphosat

Glyphosat blev påsat en mængde på 424 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 4 mg/mL. Glyphosat hører til de mest vandopløselige testsstoffer i dette studie med en opløselighed på 12g/L vand og en logPow på -1,7 (Tabel 1). To af grupperne fik efter seks timer vasket donorkammeret, hvor mere end 99 % af den påsatte mængde glyphosat på dette tidspunkt fortsat befandt sig (Tabel 12). Ganske begrænsede mængder glyphosat (0,1-0,3 % af påsat mængde) gennemtrængte huden i løbet af 48 timer i celler med ubeskadiget hud, hvilket også er i overensstemmelse med tidligere observationer fra delstudie 1 (Tabel 2, Tabel 12). I tilfælde af en lettere beskadiget hud er situationen dog anderledes, idet over 20 gange mere glyphosat gennemtrængte den lettere beskadigede hud i løbet af 48 timer i forhold til ubeskadiget hud, et resultat betinget af en signifikant større penetrationshastighed (flux) og dermed Kp (Tabel 12, Figur 12). Der var en tydelig effekt af afvaskning, idet afvaskning efter 6 timer reducerede den mængde glyphosat, der gennemtrængte den ubeskadigede hud i løbet af observationsperioden på 48 timer til en tredjedel. Denne effekt var endnu tydeligere i tilfælde af en lettere beskadiget hud, hvor afvaskning efter 6 timer reducerede den penetrerede mængde glyphosat med mere end 90 % (Tabel 12, Figur 12). Deponeringen i epidermis og dermis, hvilket er den potentielt absorberbare mængde pesticid, der findes som reservoir i huden, var for glyphosat kun 0,5 % af den påsatte mængde, en mængde der kunne reduceres med omkring 80 % ved afvaskning. Effekten af afvaskning på deponering af glyphosat i huden var endnu kraftigere i tilfælde af en lettere beskadiget hud (tabel 12). Her var udgangspunktet dog også anderledes, idet deponeringen i huden efter 48 timer var 5 gange højere for den lettere beskadigede hud i forhold til den ubeskadigede hud (Tabel 12). Trods en penetration over 48 timer, der er omkring 20 gange større for lettere beskadiget hud i forhold til intakt hud og en 5 gange højere deponering af glyphosat i huden, tyder de opnåede resultater på, at afvaskning kan nedsætte den absorberbare mængde glyphosat til et niveau tæt på det, der ses ved ikke-afvasket ubeskadiget hud (Tabel 12). Set under et er recovery for dette delstudie i orden, men blandt enkeltgrupperne ses en lav genfinding for de ikke-vaskede grupper, hvilket kan tænkes forårsaget af for lav donorrecovery (Tabel 12). Den samlede effekt af manglende afvaskning af en lettere beskadiget hud i forhold til afvasket intakt hud kan ses på den totale receptor recovery. Manglende afvaskning af en lettere beskadiget hud giver således anledning til over 65 gange så stor mængde absorberet glyphosat (Tabel 12).

Tabel 12. Penetration data for Glyphosat. Resultaterne er angivet som middelværdier + SEM.

A – Significantly different from group with intact skin, non-washed (p<0.05, two-sided).
B – Significantly different from group with damaged skin, washed (p<0.05, two-sided).

Figur 12. Effekt af afvaskning af huden på den dermale penetration af glyphosat gennem henholdsvis ubeskadiget og lettere beskadiget hud. Hvert datapunkt repræsenterer et gennemsnit af 12-14 enkeltmålinger +SEM. Efter 6 timer fjernes glyphosat fra alle donorkamre, hvorefter kamrene i to forsøgsserier vaskes i svag sæbeopløsning efterfulgt af skylning i vand (+wash).

2.2.2 Caffein

Caffein blev påsat i en mængde på 424 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 4 mg/mL. Caffein hører til de mest vandopløselige testsstoffer med en opløselighed på knap 22g/L vand og en logPow på 0,16 (Tabel 1). Resultaterne fra den ubeskadigede og ikke-vaskede hud viser god overensstemmelse med de parallelle resultater fra delstudie 1, både hvad angår totalpenetration, flux, lag-time, samt relativ deponering i hud (Tabel 3, Tabel 13). Lag-time påvirkedes ikke af, hvorvidt huden var lettere beskadiget eller intakt og var i alle tilfælde 5-6 timer (Tabel 13, Figur 13). I lighed med delstudie 1 observeres også i delstudie 2, at penetrationen af caffein sker med en hastighed, der betinger, at forudsætningen for anvendelsen af Ficks lov for beregning af penetrationskonstant alene er til stede de initiale godt 12 timer af forsøget (Figur 13). Som det fremgår af Figur 13 er der klare forskelle mellem de fire eksperimentelle grupper i forhold til såvel penetrationshastighed som totalpenetration. Den maksimale penetrationshastighed (flux) og dermed Kp er således forøget omkring 5 gange i tilfælde af en lettere beskadiget hud (Tabel 13). Endvidere ses, at afvaskning efter 6 timer reducerer den maksimale flux med 30-40 % samt totalpenetrationen over 48 timer med 50-60 % (Tabel 13). De observerede forskelle i totalpenetration kunne potentielt have været større såfremt en større mængde caffein var påsat donorkammeret, eller receptorvolumen havde været større, idet man i så fald havde opretholdt nær-ideale koncentrationsgradienter i længere tid. Ratioen mellem, hvad der er deponeret i dermis og epidermis, er højere i grupperne med lettere beskadiget hud (Tabel 13), hvilket indikerer at dette vandopløselige teststof lettere transporteres ind til dermis, når huden er lettere beskadiget. Dette betinger igen en større koncentrationsgradient mellem dermis og det underliggende receptorkammer, hvilket understøtter og forklarer den større totalpenetration. Ved afvaskning efter 6 timer fjernes størstedelen af den i epidermis deponerede caffein (Tabel 13), hvorved videre diffusion af caffein frem til dermis bremses. Denne opbremsning af tilførsel af caffein til dermis gør, at koncentrationsgradienten mellem dermis og receptorkammer ikke kan opretholdes, hvilket betinger en nedsat flux, der også tydeligt kan erkendes på Figur 13. Genfindingen var glimrende for alle fire grupper og således også for dette delstudie som helhed (Tabel 13). Den samlede effekt af manglende afvaskning af en lettere beskadiget hud i forhold til afvasket intakt hud kan ses på den totale receptor recovery, hvor manglende afvaskning af en lettere beskadiget hud giver anledning til over 8 gange så stor mængde absorberet caffein (Tabel 13).

Tabel 13. Penetration data for Caffein. Resultaterne er angivet som middelværdier + SEM.

A – Significantly different from group with intact skin, non-washed (p<0.05, two-sided).
B – Significantly different from group with damaged skin, washed (p<0.05, two-sided).

Figur 13. Effekt af afvaskning af huden på den dermale penetration af caffein gennem henholdsvis ubeskadiget og lettere beskadiget hud. Hvert datapunkt repræsenterer et gennemsnit af 12-14 enkeltmålinger +SEM. Efter 6 timer fjernes caffein fra alle donorkamre, hvorefter kamrene i to forsøgsserier vaskes i svag sæbeopløsning efterfulgt af skylning i vand (+wash).

2.2.3 Dimethoate

Dimethoat blev påsat i en mængde 137,5 µg svarende til en koncentration i donorkammeret på 1 mM (229 µg/mL). Dimethoat er blandt de mest vandopløselige modelstoffer i dette studie og er i delstudie 1 fundet at have en lag-time på over 20 timer, ligesom alene 5 % af den administrerede mængde dimethoat kunne genfindes i receptorkammeret efter 48 timers eksponering (Tabel 11). Netop for stoffer med lang lag-time er det interessant at vide, hvorvidt man ved en kortere eksponeringstid, som for eksempel ved normal erhvervseksponering, opnår en tilstrækkelig transport af stof ind i huden, til at dette stof efterfølgende kan trænge hele vejen gennem huden.

For dimethoate var resultatet entydigt klart. Således var der 42 timer efter de initiale seks timers eksponering intet dimethoate i epidermis, dermis, endsige i receptorkammeret, et resultat der sås ved eksperimenterne med beskadiget såvel som ubeskadiget hud. Heller ikke ved anvendelse af en salgsformulering af dimethoate (Perfekthion) sås nogen målbar huddeponering eller hudpenetration. Den samlede recovery nåede tilfredsstillende 89 %.

Tabel 14. Penetration data for Dimethoate samt salgsproduktet Perfekthion. Resultaterne er angivet som middelværdier + SEM.

Resultatet viser, at for et modelstof med en lang lag-time og en begrænset affinitet for den mere lipofile hudkompartment, kan man ikke forvente nogen målbar absorption gennem huden efter kortere tids eksponering (i dette tilfælde under en tredjedel af lag-time), ligesom en midlertidig ophobning i huden heller ikke ses. Årsagen er sandsynligvis, at der kræves en længerevarende kontinuerlig koncentrationsgradient favoriserende en penetration ind i huden, før man overvinder den modstand, der er betinget af den høje vandopløselighed. At andre faktorer end blot vandopløselighed er af betydning, illustreres tydeligt ved, at caffein med en sammenlignelig vandopløselighed og en kun lidt mindre molvægt fremviser klart anderledes penetrationskarakteristika (Tabel 13, Figur 13).

2.2.4 Benzosyre

Benzosyre blev påsat i en mængde af 424 µg i en koncentration af 4 mg/mL. Den maksimale flux i de første seks timer var generelt højere i grupperne med lettere beskadiget hud end i grupper med intakt hud, hvilket også afspejler sig i højere Kp værdier for grupperne med lettere beskadiget hud (Tabel 15). I forsøgene med benzosyre er lag-time ikke påvirket i betydelig grad af afvaskning af huden i svag sæbeopløsning (Tabel 15, Figur 19). Dette er sandsynligvis betinget af den i forvejen korte lag-time. Efter seks timer blev donorkammeret i halvdelen af grupperne således sæbevasket og skyllet med vand, hvilket alene resulterede i, at fluxen efterfølgende (flux fra 6-12 timer) faldt signifikant i forhold til grupper, hvor donorkamrene ikke blev vasket (Tabel 15). En sammenligning mellem de to grupper med afvaskning viser endvidere, at signifikant mindre benzosyre kunne fjernes ved donorvask efter 6 timer i gruppen med lettere beskadiget hud. Parallelt til denne observation ses også hos grupperne uden sæbeafvaskning efter 6 timer en signifikant større mængde benzosyre tilbage i donorkammeret ved forsøgets afslutning hos gruppen med ubeskadiget hud (Tabel 15). Donor recovery var således generelt signifikant højere i grupperne med intakt hud i forhold til grupperne med lettere beskadiget hud (Tabel 15).

Tabel 15. Penetration data for Benzosyre. Resultaterne er angivet som middelværdier + SEM.

A – Significantly different from group with intact skin, non-washed (p<0.05, two-sided).
B – Significantly different from group with damaged skin, washed (p<0.05, two-sided).

Penetrationskurverne viser en general forøget initial penetrationshastighed såvel som totalpenetration over 48 timer hos grupperne med lettere beskadiget hud sammenlignet med grupperne med intakt hud (Figur 14). Endvidere ses en signifikant lavere totalpenetration efter 48 timer hos de grupper, der efter 6 timer fik afvasket donorkammeret (Tabel 15, Figur 14). Lag-time for benzosyre synes ikke påvirket af en lettere beskadigelse (Tabel 15).

Der var en signifikant mindre mængde benzosyre deponeret i huden ved forsøgsafslutning hos de grupper, hvor der var gennemført en afvaskning af huden (Tabel 15). Der var tale om en mindre deponering af benzosyre i såvel epidermis som dermis (Tabel 15).

Den relative deponering af benzosyre afspejler den større penetration gennem lettere beskadiget hud (større relativ receptor recovery) i forhold til grupper med intakt hud samt større donor recovery i grupper med afvaskning i forhold til de to andre grupper uden afvaskning (tabel 15). Den samlede genfinding var tilfredsstillende og varierede mellem 90 % og 96 % (Tabel 15).

Figur 14. Effekt af afvaskning af huden på den dermale penetration af benzosyre gennem henholdsvis ubeskadiget og lettere beskadiet hud. Hvert datapunkt repræsenterer et gennemsnit af 12-14 enkeltmålinger +SEM. Efter 6 timer fjernes benzosyren fra alle donorkamre, hvorefter kamrene i to forsøgsserier vaskes i svag sæbeopløsning efterfulgt af skylning i vand (+wash).

2.2.5 Malathion

Malathion blev påsat i en mængde af 212 µg, svarende til en koncentration i donorkammeret på 2 mg/mL.

Den maksimale flux bestemmes ud fra den initiale lineære del af penetrationskurven (op til ca. 10 timer, Figur 20) og findes til 0,9 µg/cm²*h (2,7 nmol/cm²*h) for de celler, der var ubeskadigede og ikke blev afvaskede (Tabel 16). Den heraf afledte penetrationskoefficient (4,45 µm/h) er højere end den i delstudie 1 opnåede (1,85 µm/h), men stadig af samme størrelsesorden (Tabel 7, Tabel 16). Afvaskning efter 6 timers eksponering har ikke nogen reel betydning for penetrationskoefficienten for malathion, hvilket sandsynligvis er betinget af, at maksimal flux opnås allerede i løbet af de initiale 4-8 timer efter eksponeringens påbegyndelse. Generelt har afvaskningen ikke den store indflydelse på penetrationen af malathion, hvor markant og statistisk signifikant forskel alene ses ved eksperimenterne med lettere beskadiget hud og først efter 48 timer (Figur 20). Lettere beskadiget hud resulterer i en mere end fordobling af den maksimale penetrationshastighed og dermed også af Kp (Tabel 16). Der er overensstemmelse mellem lagtime i delstudie 1 og i delstudie 2 (Tabel 7, Tabel 16), ligesom lagtime kun marginalt, og ikke statistisk signifikant, nedsættes når huden er lettere beskadiget (Tabel 16).

Tabel 16. Penetration data for Malathion. Resultaterne er angivet som middelværdier + SEM.

A – Significantly different from group with intact skin, non-washed (p<0.05, two-sided).
B – Significantly different from group with damaged skin, washed (p<0.05, two-sided).

Genfinding (recovery) af malathion i donorkammeret er højere for de to grupper med ubeskadiget hud i forhold til grupperne med lettere beskadiget hud, hvilket hænger fint sammen med den større penetrationshastighed gennem lettere beskadiget hud (Tabel 16) – efter 48 timer er en større del af den malathion, der ville kunne være til stede i huden diffunderet gennem den lettere beskadigede hud i forhold til den mere intakte hud. Den epidermale deponering efter 48 timer er 70 - 80 % lavere i de grupper, der fik foretaget en afvaskning af huden ved eksponeringsophør efter 6 timer (Tabel 16), hvilket indikerer, at man ikke alene har fået fjernet den mængde malathion, der resterede ovenpå huden, men også har kunnet fjerne en del af den malathion, der var deponeret i epidermis.

Det er sandsynligvis også den større penetrationshastighed gennem lettere beskadiget hud der gør, at dermis-deponeringen efter 48 timer er større i gruppen med lettere beskadiget hud (uden afvaskning) end i gruppen med ubeskadiget hud (Tabel 16). Det ses ikke i de to grupper med afvaskning efter 6 timer, hvilket skyldes, at man i gruppen med lettere beskadiget hud under afvaskningen fik fjernet en betydelig større mængde malathion end i gruppen med ubeskadiget hud (tabel 16). Der har i gruppen med lettere beskadiget hud efter afvaskning således ikke været mere malathion til rådighed for diffusion fra epidermis til den deponering i dermis man observerer efter 48 timer (Tabel 16). Samlet set findes en signifikant lavere huddeponering i de grupper der har fået foretaget afvaskning af huden efter 6 timer (Tabel 16). Samtidig ses en markant lavere relativ deponering i epidermis i grupperne med lettere beskadiget hud (10 %) i forhold til grupperne med intakt hud (20-35 %) (Tabel 16).

I grupperne med intakt hud havde afvaskning efter 6 timer ingen indflydelse på den samlede malathion penetration over 48 timer, mens afvaskning signifikant nedsatte den penetrerede mængde malathion gennem lettere beskadiget hud (Figur 15, Tabel 16). Endvidere fandtes en signifikant højere mængde penetreret malathion gennem lettere beskadiget hud end gennem intakt hud, en forskel der var tydelig allerede efter4-6 timer (Tabel 16, Figur 15).

Den samlede genfinding af malathion var udmærket i dette delstudie med malathion, idet genfindingen som gennemsnit for de fire grupper var 94 % (Tabel 16).

Figur 15. Effekt af afvaskning af huden på den dermale penetration af malathion gennem henholdsvis ubeskadiget og lettere beskadiget hud. Hvert datapunkt repræsenterer et gennemsnit af 12-14 enkeltmålinger +SEM. Efter 6 timer fjernes malathion fra alle donorkamre, hvorefter kamrene i to forsøgsserier vaskes i svag sæbeopløsning efterfulgt af skylning i vand (+wash).

2.2.6 Methiocarb

Methiocarb blev påsat i en mængde af 27,0 µg i et volumen på 600 µL svarende til en koncentration i donorkammeret på 45,0 µg/mL (200 µM). Methiocarb hører til de teststoffer med ringe vandopløselighed (0,03 g/L vand) og en logPow på 3,34 (Tabel 1). Resultaterne fra den ubeskadigede og ikke-vaskede hud viser god overensstemmelse med de parallelle resultater fra delstudie 1 både hvad angår totalpenetration, penetrationskoefficient (Kp), samt lag-time, hvorimod deponeringen i huden afviger. Således er specielt deponeringen i dermis betydelig større i delstudie 1 end her i delstudie 2, men som det fremgår af resultaterne, er netop dermisdeponeringen forbundet med ganske betydelig statistisk usikkerhed i delstudie 1 (variation mellem donorer) (Tabel 8, Tabel 17). En lettere beskadiget hud resulterede i en signifikant nedsat lag-time samt en tendens til øget penetrationshastighed og dermed penetrationskoefficient, hvilket betød en tendens til en større totalpenetration i løbet af de 48 timer (Tabel 17). Herudover betød den lettere beskadigede hud kun lidt for penetrationsforholdene for dette overvejende lipofile teststof (Figur 16, Tabel 17). I forhold til de mere hydrofile teststoffer er deponeringen i huden betydelig og med den relativt største deponering i dermis (Tabel 17). Undersøgelsen af salgsfomuleringen af methiocarb (Mesurol) viste ingen signifikante forskelle i forhold til aktivstoffet alene (Tabel 17, Figur 16). Efter 6 timer fjernedes methiocarb fra donorkammeret fra alle celler, men for to af gruppernes vedkommende blev huden efterfølgende afvasket med en tynd sæbeopløsning. I grupperne med sæbeafvaskning fandtes totalpenetrationen over 48 timer reduceret med omkring 40 % (Tabel 17, Figur 16). Deponeringen i huden fandtes reduceret tilsvarende, idet reduktionen var størst i epidermis (Tabel 17). Genfindingen af methiocarb var i dette delstudie ganske udmærket med et gennemsnit på godt 96 % (Tabel 17).

Tabel 17. Penetration data for Methiocarb. Resultaterne er angivet som middelværdier + SEM.

A – Significantly different from group with intact skin, non-washed, methiocarb (p<0.05, two-sided).
B – Significantly different from group with damaged skin, washed, methiocarb (p<0.05, two-sided).
C - Significantly different from group with damaged skin, non-washed, Mesurol (p<0.05, two-sided).

Figur 16. Effekt af afvaskning af huden på den dermale penetration af methiocarb samt Mesurol gennem henholdsvis ubeskadiget og lettere beskadiget hud. Hvert datapunkt repræsenterer et gennemsnit af 12-14 enkeltmålinger. Efter 6 timer fjernes methiocarb fra alle donorkamre, hvorefter kamrene enten skylles med vand (-wash) eller vaskes i svag sæbeopløsning efterfulgt af skylning i vand (+wash).

2.2.7 Resultat-resumé

Nedenfor er opsummeret hovedresultaterne for de seks modelstoffer med relevante penetrationsdata anvendt i delstudie 2. Disse data vil danne baggrund for en diskussion af betydningen af modelstoffernes opløselighedskarakteristika og molvægte, samt reservoireffekt, afvaskning samt lettere beskadigelse af huden for de overordnede penetrationsegenskaber. Af overskuelighedsgrunde er alene de fundne middelværdier angivet i nedenstående oversigtstabel.

Tabel 18. Penetrationskarakteristika for seks modelstoffer fra delstudie 2. Resultater er angivet som middelværdier af data fra 11-15 penetrationsceller.

Donor-rec – relativ donor recovery; Skin-dep – relativ huddeponering; Recep-rec – relativ receptor recovery.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Maj 2007, © Miljøstyrelsen.