Allergieblog: zware metalen zoals nikkel in cosmetica

Metalen zoals nikkel, kobalt, chroom en zink zijn alomtegenwoordig in onze omgeving. Wij namen nikkel in cosmetica onder de loep.

Allergieblog: zware metalen zoals nikkel in cosmetica

Zware metalen in cosmetica

Metalen zoals nikkel, kobalt, chroom en zink zijn alomtegenwoordig in onze omgeving.

Tijdens de 20e eeuw resulteerden industrialisatie en het moderne leven in een verhoogde blootstelling aan deze metalen en dus een verhoogde incidentie van metaalallergieën. Metaalallergieën kunnen leiden tot allergische contactdermatitis.

Metalen die elektrofiel zijn, hebben het vermogen om te ioniseren en te reageren met eiwitten, waardoor complexen worden gevormd die kunnen worden herkend door dendritische cellen, waardoor sensibilisatie kan optreden.

Gevallen van contactdermatitis veroorzaakt door dermale blootstelling aan cosmeticaproducten en sieraden die nikkel bevatten, zijn veel gemeld in de literatuur.

De dunheid van het stratum corneum en de afwisselende blootstelling aan zweet op de oogleden zijn in verband gebracht met een verhoogde nikkelabsorptie door de huid van cosmetica, waardoor lagere nikkelconcentraties een reactie kunnen uitlokken.

Kobalt is een sterke huidallergeen. In de loop der jaren is beroepsmatige blootstelling aan kobalt voornamelijk waargenomen bij metaalbewerkers, metselaars en pottenbakkers (Yoshihisa, 2012).

Contactdermatitis die het gevolg is van direct contact met een allergeen is de meest voorkomende en gemakkelijkste vorm van metaalallergie om te identificeren.

De tijdige herkenning van het type systemische huidontsteking dat bekend staat als SCD en de verschillende presentaties ervan is echter van cruciaal belang omdat het kan leiden tot meer chronische en ernstige symptomen (Yoshihisa, 2012).

In bijlage II (“Lijst van stoffen die geen deel mogen uitmaken van de samenstelling van cosmetische producten”) van de richtlijn worden meer dan 1000 chemische stoffen opgesomd die wegens hun toxicologische eigenschappen niet in cosmetische producten mogen worden gebruikt.

Volgens deze bijlage zijn verschillende metalen als antimoon (Sb), arseen (As), cadmium (Cd), chroom (Cr), kobalt (Co), kwik (Hg), nikkel (Ni) en lood (Pb) verboden ingrediënten in cosmetica omdat zijals onveilig worden beschouwd.

In juli 2013 is Verordening (EG) nr. 1223/2009 in de plaats gekomen van Richtlijn 76/768/EEG om uniform te worden in alle lidstaten van de EU (Bocca et al., 2014).

De komende maanden zal deze blog de meest voorkomende Contactallergenen onder de metalen behandelen. Voor deze maand ligt het meest voorkomende allergeen ter wereld onder de loep, het metaal nikkel.

Nikkel als chemisch element uitgelicht

Nikkel is een chemisch element dat alomtegenwoordig in het milieu voorkomt en wereldwijd met een hoge frequentie wordt gebruikt. Dit metaal is vervaardigd in staal en een verscheidenheid aan legeringen die kobalt, palladium, ijzer, titanium, goud en magnesium bevatten.

Gesensibiliseerde individuen ervaren over het algemeen een voorspelbare gelokaliseerde respons na cutane blootstelling aan nikkel, inclusief erytheem, blaasjesvorming, schilfering en pruritus.

Volgens recente studies hebben vrouwen een ongeveer 4-voudig hoger relatief risico op het ontwikkelen van allergische contactdermatitis voor nikkel in vergelijking met mannen, hoogstwaarschijnlijk door het verschil in het gebruik van sieraden en cosmetica tussen de beide geslachten (Yoshihisa, 2012).

Systemische reacties, zoals eczemateuze reacties of dyshidrotisch handeczeem, kunnen optreden als gevolg van inname van nikkel via de voeding. De symptomen van nikkel allergie hebben geleid tot de term “bavianensyndroom” om de dermatitis van de billen, het anogenitale gebied en de oogleden te beschrijven die vaak wordt waargenomen bij patiënten met SCD door nikkel (Yoshihisa, 2012).

Nikkel is aanwezig in de meeste dieetproducten en voedsel wordt beschouwd als een belangrijke bron van blootstelling aan nikkel voor de algemene bevolking. Bepaalde voedingsmiddelen blijken routinematig een hoog nikkelgehalte te hebben.

Nikkel aanwezig in het dieet van een nikkelgevoelig persoon kan SCD veroorzaken. SCD kan bijvoorbeeld worden opgewekt bij nikkelgevoelige personen uit de consumptie van voedingsmiddelen met een hoog nikkelgehalte, zoals cacao.

Bij dergelijke patiënten resulteert de naleving van een nikkelarm dieet en het vermijden van lokale blootstelling aan metalen voorwerpen in het verdwijnen van huidsymptomen. Silvestri en Barmettler rapporteerden het geval van een nikkelgevoelige patiënt met een voorgeschiedenis van 1,5 jaar van behandelingsresistente pruritus ani. De patiënt onthulde een gewoonte van dagelijkse pindakaasconsumptie. Zijn symptomen verdwenen met een beperking van nikkel in de voeding.

Een studie van systemische nikkelallergie vond een dosis-responsrelatie tussen nikkel inname en het optreden van opflakkeringen van dermatitis (Yoshihisa, 2012). Van belang is dat voor de meeste nikkel allergische patiënten een enkele dosis van 4 mg nikkel zal resulteren in wijdverspreide dermatitis.

Het wordt aanbevolen dat personen met voedsel gerelateerde opflakkeringen van nikkeldermatitis een nikkelarm dieet consumeren. Nikkel wordt beschouwd als het meest voorkomende contact allergen voor patiënten met AD (Yoshihisa, 2012).

Een onlangs gepubliceerde studie van een Duitse populatie toonde een positief verband tussen filaggrin-mutaties, waarvan is aangetoond dat ze sterk geassocieerd zijn met AD, en contactsensibilisatie voor nikkel. Een andere studie meldde ook een positieve associatie tussen nikkelsensibilisatie en AD, in een subanalyse van niet-pierced vrouwen.

Het is noodzakelijk om je bewust te zijn van de systemische reacties die optreden bij SCD, die chronisch kunnen zijn en ernstige symptomen kunnen veroorzaken die vaak kunnen worden aangezien voor AD.

Aanvankelijk meldde Shanon dat patiënten met SCD af en toe een huidmanifestatie ervaren die vergelijkbaar is met AD, genaamd “pseudo atopische dermatitis”. Hsu et al. rapporteerden onlangs vier gevallen van kinderen met variabele presentaties van SCD tot nikkel.

Voor elk van deze patiënten werd de aanwezigheid van klinisch relevante blootstelling aan nikkel bevestigd met dimethylglyoxiom tests. Een van deze patiënten, 16 jaar oud, had een negenjarige geschiedenis van pruritische dermatitis die begon op haar infraumbilische gebied en armen.

In het afgelopen jaar was de dermatitis uitgezaaid naar de rest van haar lichaam, inclusief haar gezicht, en de patiënt werd dus verondersteld AD te hebben (Yoshihisa, 2012

Nikkel in cosmetica

De aanwezigheid van nikkel in het milieu en de natuurlijke aanwezigheid in gesteenten, bodem en water veroorzaakt het voorkomen ervan in pigmenten en andere grondstoffen die in de chemische industrie worden gebruikt.

Metallische Ni- en Ni(II)-verbindingen worden door het IARC geclassificeerd als carcinogeen in de luchtwegen, maar er werden geen studies gevonden met betrekking tot kanker na dermale exposure. Het kritische effect van Ni in relatie tot cosmetica is sensibilisatie (Bocca et al., 2014).

Nikkel is de meest voorkomende allergie in patch tests in heel Europa; in 11 EU-landen was het gemiddelde percentagegevallen van Ni-contactallergie 20,6% en Italië had de hoogste percentages (27,4%) positiviteit (Bocca et al., 2014). Belangrijke variabelen voor de ontwikkeling van Ni-allergie zijn de hapten concentratie, de enkelvoudige versus herhaalde toepassing en de immunologische respons van het individu.

Vrouwen ontwikkelen in grotere mate een allergie voor Ni dan mannen wat naast de grotere blootstelling van vrouwen aan Ni door juwelen ook plaatsvindt door cosmetica en huishoudelijke schoonmaakmiddelen. Daarnaast blijkt uit onderzoek dat Ni het belangrijkste contactallergeen is in de vroege kinderjaren (Bocca et al., 2014).

Eenmaal in contact met de huid kan nikkel worden geoxideerd en het vormt zo oplosbare verbindingen die het intacte stratum corneum kunnen binnendringen (met name via de haarzakjes, zweet en talgklieren) via de transcellulaire of intracellulaire route.

De Ni-diffusie over het stratum corneum is langzaam en beperkt tot minder dan 1% en varieert met vele factoren zoals het tegen ion (nitraat, chloride, acetaat, sullot), oxiderend vermogen van zweet, anatomische plaats, geslacht van de huid en de dosis en tijd van blootstelling (Bocca et al., 2014).

Op epidermis niveau bindt het hapten zich aan aminozuurresiduen en het resulterende Ni-complex kan dan contactallergie en irritatie veroorzaken. In sommige studies is een duidelijk verband waargenomen tussen Ni-dermatitis en Ni in cosmetische producten.

In het bijzonder werd ooglid dermatitis waargenomen bij Ni-allergische patiënten na blootstelling aan Ni-bevattende mascara en oogschaduw. Klinische symptomen als jeuk, erytheem, matige infiltratie en schilfering van beide oogleden werden gevonden na het aanbrengen van een Ni-bevattend groen oogpotlood bij een patiënt die eerder door Ni in sieraden was gesensibiliseerd.

Daarnaast werd experimenteel eczeem ontwikkeld door vijf Ni-gevoelige vrouwen die foundation producten gebruikten die sporen van Ni bevatten.

De wetgeving is inzake nikkel bloostelling redelijk duidelijk. Verordening 1223/2009 en richtlijn 76/768/EEG verbieden nikkel en zijn zouten als opzettelijke ingrediënten in cosmetica, maar gedogen sporen van het metaal als impurity (Bocca et al., 2014).

Er zijn momenteel geen internationale normen voor Ni-impurities in cosmetica.

Nikkel elicitatie studies hebben aangetoond dat ongeveer 5% van een nikkel-gesensibiliseerde populatie zal reageren op een afgesloten en bedekte (bijv. via Polshorloges en knopen) dosis van 0,44 ug nikkel / cm2 / week en ook dat de allergie- en elicitatiedrempels voor huiddoordringende blootstelling (bijv. Oorbellen) lager zijn verschillende studies rapporteerden dat, in aanwezigheid van irriterende stoffen en/of na herhaalde blootstellingen, sensibiliserende personen zelden reageren op niveaus van Ni onder 10 ug/g.

Op basis van deze bevindingen is het advies  dat huishoudelijke (en andere) producten niet meer dan 5 ug/g Ni mogen bevatten en dat, voor een nog grotere mate van bescherming, het uiteindelijke streefniveau 1 ug/g moet zijn (Bocca et al., 2014).

Dat dit streefniveau vaak niet gehaald wordt blijkt uit een veelvoud van studies.

Oogmake-up monsters die in Nigeria werden verkocht, vertoonden zeer hoge Ni-niveaus met gemiddelde waardes van 9,2 ug / g in oogvoeringen,  13,4 ug / g in oogpotlooden en van 14,6 ug / g in lippenstift. Een andere studie die producten onderzocht (lippenstiften, lipglossen en huid verlichtende crèmes) die in Nigeria werden verkocht, liet dan weer een zeer laag gemiddeld ni-gehalte (d.w.z. 0,05 ug / g) zien.

In andere cosmetica zoals oogpotlood, lippenbalsem, lipgloss en lipliner, verkocht in sommige EU-landen (Duitsland, Italië) waren de niveaus van Ni laag of niet detecteerbaar.

Uit een verdere studie bleek dat over het algemeen 36% van de lippenstiften Ni boven de dermatologisch veilige limiet van 1 ppm had, evenals de 75% van delipsticks en lipglosses.

Twee studies onderzochten in totaal 20 oogschaduwen vervaardigd in China, Italië en de VS en rapporteerden een concentratie van Ni onder 0,06 ug / g in Amerikaanse cosmetica, met een vergelijkbaar gehalte in Italiaanse producten, terwijl de hoogste concentraties (tot 4 ug / g) werden waargenomen in Chinese monsters.

Een andere studie bevestigde dit beeld van een hoge Ni-concentratie (77,2-359,4 ug/g) in oogschaduwen uit China en het hoogste Ni-gehalte werd gemeten in de bruine, gele, grijze en paarse kleuren. Een studie op een groot aantal oogschaduwen toonde aan dat 75% van de producten een hoeveelheid van meer dan 5 ug/g bevatte en dat ze allemaal een Ni-niveau van meer dan 1 ug/g hadden (Bocca et al., 2014).

Ten slotte onderzocht een studie 14 goedkope oogschaduw producten in groene, paarse en bruine kleuren (gericht op kinderen en volwassenen) die werden verkocht in kleine winkels in Italië om hun Ni-inhoud te kwantificeren.

Nikkel concentraties waren lager dan 5 ug /g alleen in drie monsters, de hoogste niveaus werden gevonden in één oogschaduw gemaakt in Italië met een Ni-bereik van 169-344 ug / g, in de andere monsters, waarvan zes gemaakt in China, gingen de Ni-hoeveelheden van 2,76 (roze) naar 22,7 ug / g (geelgroen) (Bocca et al., 2014).

Kort samengevat wordt er vaak niet gehouden aan het streefniveau van 1 ug/g, zelfs de bovenste limiet van 5 ug/g wordt regelmatig overschreden. Verschillen in regio zijn hierbij wel duidelijk, waarbij producten uit China vaak het slechts lijken te scoren.

Take-home: nikkel als allergeen

Dat nikkel een veel voorkomend allergeen is mag duidelijk zijn, niet voor niets is de stof dan ook verboden voor de Europese markt en wordt het metaal slechts nog als impurity gedoogd.

Zorgwekkend is echter het verschil in nikkel niveaus die nog in de grondstoffen aanwezig zijn. Waar de Europese landen en de VS hierin nog redelijk lijken te slagen, lijken producten uit China zeer vaak de veilige limieten te overschrijden alsmede cosmetica producten van de goedkopere merken.

Voor mensen met een mogelijke gevoeligheid voor nikkel lijkt het dan ook raadzaam om cosmetica uit China te vermijden en zich voornamelijk te richten op producten uit Europa. Verder zal vanuit de producent meer controle moeten komen op de verkregen grondstoffen om zo te hoge verontreiniging met nikkel te voorkomen.

De EU zal eventueel ook met strenge eisen moeten komen voor gebruikte grondstoffen in cosmetica, dit doormiddel van wetgeving.

Tot slot is nikkel een allergeen wat ook veel in de voeding voorkomt, dus naast dat er op de oorsprong van de cosmetische producten gelet dient te worden is het ook zaak een nikkel-arm dieet te eten bij de verdenking van een nikkel allergie.

Referenties

Bocca, B., Pino, A., Alimonti, A., & Forte, G. (2014). Toxic metals contained in cosmetics: A status report. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 68(3), 447–467.
Yoshihisa, Y., & Shimizu, T. (2012). Metal allergy and systemic contact dermatitis: an overview. Dermatology research and practice, 2012, 749561. https://doi.org/10.1155/2012/749561.