染 发 剂 的 健 康 效 应李云晖 尹立红东南大学公共卫生学院南京 210009
头发变白或脱落的主要原因有哪些?
染发会不会对健康造成危害? 如果有,会带来哪些不利的影响?
染发剂是一类可改变头发颜色的特殊化妆品 。
近年来,中国使用染发剂 ( hair dyes) 的人数俱增,以对苯二胺为主要成分的氧化型染发剂
( hair oxidation dyes) 占有很大的市场 。
氧化型染发剂成分复杂,具有潜在的遗传毒性,
生殖毒性,致癌性等,以及对健康影响更深远的毒性,已受到国内外受到密切关注 。
第一章 概述:化妆品与染发剂
第二章 染发剂的种类及其作用原理
第三章 永久型染发剂对健康的影响
第四章 对染发剂使用的建议第一章 概述
※ 一般用途化妆品
1,护肤类化妆品
2,益发类化妆品
⑴护发用品:发油、发乳、护发素、摩丝等
⑵营养毛发用品:防脱发、生发剂、焗油等
3,美容修饰类化妆品
4,芳香类化妆品
5,口腔卫生用品
※ 特殊用途化妆品
育发化妆品:有助于毛发生长、减少脱发和断发的化妆品。
染发化妆品,具有改变头发颜色作用的化妆品
烫发化妆品:具有改变头发弯曲度,维持相对稳定的化妆品
脱毛化妆品:具有减少、消除体毛作用的化妆品
除臭化妆品:有助于消除腋臭的化妆品
祛斑化妆品:吸收紫外线作用,减轻因日晒引起皮肤损伤染发剂的历史人们染发的历史可以追溯到公元前 1000
多年。据历史记载,古代的埃及人、罗马人、
日耳曼人、中国人和印度人很早就已开始染发。
我国最早的染发可追溯到公元 1 世纪,据,汉书 ·王莽传,记载,王莽篡夺王位自称“新朝”皇帝,
58岁时已是皓首白须的老态了,还册立淑女史氏为皇后,为了掩饰其衰老的形象和岌岌可危的心态,
他“欲外视自安,乃染其须发”。
在东汉时期我国最早的药物专著,神农本草经,
中,也已记载了一些可使白发变黑的植物,如白蒿能“长毛发令黑”。用醋浆煮大豆来涂发染发,可以起到,黑如漆色,的效果。
明代医学家李时珍编撰的,本草纲目,中,明确记载可供染发的外用药物至少在 20 种以上。
元代的徐葛浩,为讨妾欢,而,发须白令黑,,
由此设计,新方乌头药,,由诃子皮、当归、没食子、
醋、石榴皮、五倍子、百药煎、大麦面、荞麦面及铁砂组成。但,日则少白,旬则全褪,。
由此可见,在古时候,主要利用植物中黑色素进行染须发,效果较差。
直到 1856 年英国的泊金发现并合成出了苯胺紫染料,1883 年法国巴黎梦内脱 (Monnet) 公司首创对苯二胺类氧化染发剂,并取得了专利,染发剂的发展才开始步入化学染发剂飞速发展的时代。
染发剂的市场
1,市场前景广阔近年来,全球染发剂市场需求强劲,已成为化妆品领域中发展最为活跃的产品。
据统计资料显示,2000年至 2004年间,全球染发剂市场年均增长 5 %左右,速度比美发用品市场高出 1
倍多,年零售额高达 80多亿美元。 其中美国、欧盟 和日本在过去的 5 年里,染发剂平均年增长 4.1 %。
在国内,1896 年诞生了第一家民族化妆品企业 —
— 广生行(上海家化联合公司的前身),中国化妆品业已经走过了一个世纪的历程。据统计资料显示,
1998年,中国批准生产染发品的厂商有 180多家,品牌近 200 种。到 2003年底,厂商有 300多家,国产化妆品染发产品已有 544个产品获批件,另外还有 215
个进口化妆品染发产品获批 件,染发剂的发展呈现出强劲的发展势头。
2004年对南京市城市 865 名中老年人染发情况调查表明,男性染发率为 21.8 %,女性为
51.7%,平均为 37 %; 年平均染发次数为 8 次,
平均染发年限为 6~ 7 年,人均累积染发次数为 74 次。
预计在未来几年内,在世界范围内,其需求率还将以 8%~ 10%的速度增长,至 2009年全球染发剂销售额达到 150多亿美元,成为护发业中发展最强劲的部分。仅国内,染发剂消费者就有可能达到 2.4亿人。
2,收购兼并重组行业巨头美国 宝洁公司从 2002年起,在短短两年左右的时间内先后斥巨资近 50亿美元和 60亿美元收购了占全球染发剂市场 13.4 %份额的伊卡璐 (Clairol)品牌和欧洲第二大美发和护发公司 — 威娜 (Wella)公司,其染发品牌目前已涵盖 Clairol,Wella等 6个品牌。
早在 1907年,法国化学家欧仁 · 舒莱尔发明了世界第一支合成染发剂,并创办了欧莱雅公司。如今欧莱雅已经由一家小型家庭企业跃居世界化妆品行业的领头羊,经营活动已遍及
150多个国家和地区。是财富全球 500 强企业之一 。
第二章 染发剂的种类及其作用原理染发剂有多种不同的分类方法。
如按照剂型的分类、按照化学组成的分类、
按照染色原理的分类、按照时效性分类或染发过程的化学变化分类等。
学术上一般常按照化学原料的组成(或染发过程的化学变化)和染发的时效性进行分类。
市场上染发剂按其成分分为三大类:
无机染发剂 (金属染发剂 )
合成染发剂 (氧化染发剂 )
天然植物染发剂合成染发剂按照染发原料的不同,可分为氧化染料、
还原染料和仿天然黑色素染料。其中氧化染料是目前应用最广的染发剂原料。
目前,氧化型染发剂中主要是苯胺类物质,用得较多的有苯二胺 (用于染成金黄色 ),间苯二胺
(用于染成紫色 ),对苯二胺 (用于染成棕色和黑色 ) 。我国中老年人群中使用率较高的染发剂中的主要成分是对苯二胺 (PPD)。
依据 时效性(即 染色后可持续的时间),
染发剂分为持久性 (氧化型 ),半持久性和暂时性 3种。
毛发主要有毛杆、毛根、毛囊和毛乳头组成。其中毛杆是染发的主要对象。其结构由外到内又可以分为毛表皮、毛皮质和毛髓质。
暂时性染发原理分子质量较大的酸性染料或阳离子染料,它不能透过毛小皮,仅仅是通过物理作用(如离子间的吸附作用)沉积吸附在毛发的表面,或促使临时染发剂向毛小皮和毛皮质之间渗透。 其结合牢度一般在二次洗涤后就能完全洗去。
暂时 性 染发剂是用不溶性色素、碳黑或颜料经过超细处理后,在高分子树脂溶液中分散,分散后的有色高分子树脂吸附在毛小皮的表面。着眼点主要在提高颜料和碳黑的微粒分散性和抗凝聚性,以及提高高分子树脂皮膜对毛发的摩擦牢度。产品有喷雾型、摩丝型和膏状型。
半持久性 染 发 原 理色素或色素中间体能通过渗透作用进入毛小皮,
而后能进入到毛皮质中的粗原纤维或微原纤维的染发剂,称为半持久性染发剂。
其原理主要也是物理过程,即色素扩散和沉着。
色彩能保留 1-2周,能耐 6-10次香波洗涤。
半持久性染发剂直接使用酸性染料、阳离子染料、活性染料和分散染料等,通过渗透剂至毛发的表层和内部毛皮质。
渗透促进剂的配合和改进是很重要的,一般常用苯甲醇,N-甲基吡咯烷酮和碳酸烷撑等 。
持久性 染 发 原 理利用染料中间体(对苯二胺等)和偶和剂(间苯二酚等)
这些染料小分子在溶液中渗透进入头发的角质层,再与氧化剂发生氧化、偶和、缩合反应,生成不溶的大分子黑色素锁闭在头发的纤维里。由于小分子可以进出毛发纤维的孔隙,
而大分子不能,所以在洗发时,头发纤维内大分子色素不会因为洗发而冲洗掉,使头发的色调保持较长的持久性。
在 碱性 的条件下,由对苯二胺类的染料中间体,
对毛发的深部表层进行浸透和扩散,直接进入毛小皮和毛皮质进行氧化。
其原理既有物理的扩散过程也有化学反应作用。
色彩能保留 50-80天。
长期以来,人们使用最多的是持久性和半持久性染发剂。其中亚洲尤其是我国使用最多的是 永久型染发剂。而半持久性染发剂则在美国和欧洲最受欢迎。
在西方,染发颜色以黄、棕、紫罗兰、红、
褐色为美,黑色少见。在东方尤其是我国,多为黑色。
半持久性染发剂 大部分使用的染料是硝基苯胺和硝基二元胺等单纯的染料中间体 。 使用时不需要添加氨 (碱性物质 ) 和过氧化物。
持久性染发剂主要是由染料中间体、成色剂
(耦合剂)和氧化剂三种反应性化合物组成。
染发剂所含成分
半持久性染发剂:
硝基取代芳香胺类
氨基苯酚类
氨基蒽醌类
偶氮类
持久性染发剂:
对苯二胺
芳胺类 间苯二胺
邻苯二胺
邻氨基酚
氨基苯酚类 对氨基酚
间氨基酚
过氧化氢
过氧化脲第三章 持久性染发剂对健康的影响氧化型染发剂的主要成分对苯二胺,经口急性
LD50 为 65.3mg/Kg,属中等毒性物质。动物实验结果也表明,对苯二胺有一定的毒性、致敏性,卫生部,化妆品卫生规范,规定“间苯二胺,对苯二胺用量不超过 6%(游离),甲基苯二胺类不超过 10%
(游离),此类物质能引起过敏反应”。
一、实验室研究除致敏反应外,氧化型染发剂的潜在遗传毒性、
生殖毒性、致癌性等对健康影响更深远的毒性受到密切关注,国内外的研究人员开展了广泛的动物实验和流行病学研究。以下主要探讨染发剂(以氧化型染发剂为重点)潜在的遗传、生殖、致癌、亚慢性毒性等方面的实验室研究结果。
1、皮肤毒性主要表现为 皮肤刺激作用、对皮肤角质形成细胞的毒性作用、对表皮皮脂成分的影响 以及 对角质形成细胞的遗传毒性。
1)皮肤刺激试验方法:胡静怡等将市售氧化型染发剂、自行配制的不同浓度的对苯二胺( 10%,8%,6%)与双氧水的氧化产物对实验动物进行皮肤染毒,染毒剂量分别为 225mg,125mg,75mg/Kg,染毒间隔为 1次 /3天,
每次染毒时间为 4小时,染毒后将染毒局部清洁。
结果:经染毒 3次后,染发剂组与对苯二胺组均出现不同程度的红肿,其中对苯二胺高剂量组表层角化,脱屑,焦痂等,染发剂组与对苯二胺高剂量组皮损接近,对苯二胺各剂量组随着浓度的增高皮肤毒性反应率增加 。
意义:氧化型染发剂具有皮肤刺激作用和皮肤毒性作用。
2)皮肤角质形成细胞的毒性试验方法:我们实验室应用大鼠角质形成细胞的原代培养技术并结合 MTT比色法,检测了不同浓度对苯二胺、双氧水、及两者的氧化产物对大鼠皮肤角质形成细胞增殖的影响。
结果:对大鼠皮肤角质形成细胞的生长均有不同程度的抑制,随着染毒剂量和染毒时间的延长,
抑制率上升,染毒剂量与细胞生存抑制率有剂量 -反应关系 。
意义:氧化型染发剂对皮肤角质形成细胞具有一定毒性,其皮肤毒性可能与其细胞毒性有关 。
3)对新生表皮皮脂成分的影响方法:分别以 2种市售氧化型染发剂、本实验室自行配制的不同浓度的对苯二胺与双氧水的氧化产物对 3天内出生的新生 SD大鼠进行背部皮肤染毒与测定。
结果:表皮中的鞘磷脂和鞘氨醇在染毒后 24小时急剧下降,48小时后继续下降,两种成分比对照组降低了 87.1%和 79.2%。
意义:表皮角质层的脂成分是形成皮肤屏障的结构基础,本实验结果提示氧化型染发剂可能损伤皮肤的屏障结构 。
2、致突变试验包括 Ames实验,染色体畸变及微核实验 和 细胞恶性转化实验 。
1) Ames实验原理:鼠伤寒沙门氏菌氨基酸营养缺陷型菌株不能合成组氨酸,在缺乏组氨酸的培养基上,仅少数自发回复突变的细菌生长,如有致突变物质存在,则营养缺陷型的细菌回复突变成原养型而能生长形成菌落,据此判断受试物是否有致突变性。
结果:早在 1975年,Ames实验室即对美国市售的 l69
种氧化型染发剂进行了鼠伤寒沙门氏菌致突变测试,发现其中 l50种具有致突变作用,而这些染发剂所含的化学组分有 50% 为阳性致突变物;胡怡秀等对五种国产染发剂及其主要组份对苯二胺的遗传毒性研究中,发现 4种染发剂和其主要组份有不同程度的致突变作用 。
意义:氧化型染发剂致突变反应阳性,具有一定的遗传毒性 。
2)染色体畸变及微核实验原理:微核的形成是染色单体或染色体的无着丝点断片,或因纺锤体受损而丢失的整个染色体,
在细胞分裂后期仍然留在细胞质中。末期之后,单独形成一个或几个规则的次核,被包含在子细胞的胞质内,因比主核小,固称微核。凡能使染色体发生断裂的或使染色体和纺锤体联结受损的化学物,
可用该实验检测。
结果,张振林等用市售染发剂对家兔经皮染毒使骨髓细胞微核率明显增加,且出现异倍体细胞群;
宋春华等对受孕母鼠进行染毒,发现部分染发剂可引起母鼠和胎鼠的骨髓嗜多染红细胞微核率明显增高,且胎鼠较母鼠更敏感;熊习昆等研究表明醋酸铅类染发剂可造成生精细胞的染色体畸变,影响精母细胞的减数分裂 。
本课题组采用实验室模拟,研究了对苯二胺为主要成分的氧化型染发剂小鼠经皮染毒后诱导小鼠外周血微核率增高,在受试剂量范围内随着对苯二胺含量的增高,微核的形成率增加 。
意义:氧化型染发剂可诱发体细胞和生殖细胞的染色体和纺锤体结构受损,而且可通过胎盘屏障影响胎鼠,金属盐类染发剂也存在潜在的遗传毒性 。
3)细胞恶性转化实验原理:细胞恶性转化实验是作为短期筛选可疑致癌物的方法,与长期动物致癌试验的结果具有良好的相关性。
结果:我们的实验表明,氧化型染发剂的主要成分对苯二胺的氧化产物在 NIH3细胞恶转实验中,
在受试剂量内 ( 0.1-0.8μg/ml) 可使 NIH3细胞发生恶性转化 。
意义:提示对苯二胺的氧化产物可使
NIH3细胞恶性转化,可能具有潜在的致癌危险性 。
3、致癌性动物实验原理:当某种物质经短期筛选试验证明具有潜在致癌性,而此化合物有一定实际应用价值时,需用致癌性试验进一步验证,动物致癌性试验为人体长期接触该物质是否引起肿瘤的可能性提供资料。
结果:在由其他实验室完成的染发剂致癌性的动物研究中,部分结果表明某些芳胺类物质具有致癌性,可引起动物肿瘤 。 Rojanap等发现对雌性大鼠皮肤涂敷染发剂,18个月后高剂量组出现了乳癌,
Jacobs等研究发现诱导小鼠发生恶性淋巴瘤 。
意义:氧化型染发剂可能引起实验动物肿瘤或使肿瘤发生率增加 。
4、经皮肤染毒亚慢毒性实验原理:在实验动物部分生存期内,定期反复经皮接触受试物后引起的不良反应,评价一定时期内反复接触该物质可能存在的健康影响 。
结果:我们实验室用对苯二胺的氧化产物对小鼠经皮肤染毒 1个月,染毒频率 3天 1次,染毒剂量
( 0.08~ 0.64g/kg),结果血清中谷丙转氨酶和血清尿素氮含量与对照组相比,明显升高;肾体比值、
肝体比值升高;外周血嗜多染红细胞微核率明显增高,应用单细胞凝胶电泳技术研究显示氧化型染发剂可使骨髓细胞的 DNA链断裂。
意义:一定时期多次经皮肤接触氧化型染发剂可能对动物的肝,肾,脾的功能有一定影响;
同时造成染色体,DNA的损伤,具有遗传毒性,可能导致基因与染色体的突变 。
结论:
氧化型染发剂的实验室研究提示氧化型染发剂对动物具有潜在的肝,肾损伤,遗传毒性,生殖毒性以及致癌性,但目前染发剂对使用者的健康危害只有皮肤刺激及过敏是得到临床直接支持的,其它从动物实验外推人的毒性反应证据尚不充分,需要大量的流行病学调查和临床病例的支持,以及更深入的实验室研究结果的证实 。
二、染发剂对健康危害的流行病学调查染发剂的流行病学研究较受关注的是染发剂与肿瘤危险性的研究。 80年代前,美国的研究者曾报道了长效染发可增加患非何杰金氏淋巴瘤的危险性,之后多项针对染发剂与肿瘤的流行病学研究相继展开,但研究结果并不统一,颇有争议。
研究结果的差异可能与研究方法的缺陷,对象选取的偏倚,
染发剂分类及暴露程度估计的误差等有关。
但研究结果提示,长效深色尤其是黑色染发剂频繁常年使用是健康的潜在危险因素,同时也促使染发剂配方中的部分可能致癌物的禁用和新的更安全的染发成分的开发和研究。
1、染发剂与造血系统肿瘤的关系
1) Zahm等的病例对照研究表明,使用染发剂者患非何杰金淋巴瘤、何杰金淋巴瘤以及多发性骨髓瘤的危险性增加。
2)而 Thun等的调查虽提出使用染发剂不增加患造血系统肿瘤的危险性,但使用黑色持久性染发剂长达
20年以上者,罹患非何杰金淋巴瘤和多发性骨髓瘤的危险性增加。
3)美国国立研究所 80年代对 573369位女性进行了染发与特定肿瘤的前瞻性调查,统计结果显示女性使用长效型染发剂一般不增加患癌的危险性,但长期使用深色特别是黑色长效染发剂患非何杰金氏淋巴瘤和多发性骨髓瘤的危险增加,由于美国使用黑色染发剂的人群比例较低( 6.5%)及上述两种肿瘤的发病率极低,研究部门认为对美国的公共卫生安全不构成威胁。
4) 2004年,Rauscher报道长效染发剂的与白血病危险性的关系,研究通过对 769例成人白血病病例和 623例对照的回顾性调查,结果显示使用长效染发剂可能增加患白血病的危险性,尤其是持续染发超过
15年的患白血病的危险性是不染发者的 2.4倍。
5) 我们通过对江苏省 148例血液系统肿瘤患者和 148例健康对照进行了关于染发与血液系统肿瘤危险性的病例对照研究,频繁使用或长年使用氧化型染发剂是血液系统肿瘤发生的环境危险因素之一 。 随着使用染发剂年限的延长 ( 超过 5年 ),染发频率的增加 ( 大于 4次 /年 ),
白血病发生的可能性增加,其中染发超过 5年者的相对危险度为 1.7倍,每年染发超过 4次的相对危险度为 1.9
倍 。
2、染发剂与膀胱癌的关系
1) 2001年,美国的一项研究表明每月至少使用 1次长效染发剂,连续使用一年以上的女性患膀胱癌的危险性是不染发者的 2倍,而连续使用 15年以上者为 3倍。
2) Scoy等对丹麦理发师膀胱癌的发生情况进行了调查,结果显示男性理发师患膀胱癌的危险度为 2.05,
女性为 1.75。
3) Hardge等对 2982例病例和 5782例对照进行的研究中,未发现膀胱癌的发生与染发剂的使用有关。
结论:
由于使用染发剂的人群比率和年限的缘故,目前有关染发剂健康危害的人群流行病学调查主要来自于国外的研究。由于我国人群大规模使用染发剂已经达到了一定年限,采用流行病学调查的方法来进一步证实染发与健康危害的关系,尤其是染发是否引起肿瘤发生危险性增加的条件已经基本成熟。我们期待更多的科学家通过开展中国人群使用染发剂健康危害的流行病学调查,为使用染发剂对中国人群健康的危害提供更为科学的依据。
三、有关染发危害的遗传易感性研究流行病学的研究结果提示了暴露染发后可能增加肿瘤的危险性。但处在相同环境的人患某种疾病的几率不同,基因组学研究提示这种差异由遗传因素即环境应答基因的多态性决定的。染发导致的健康危害与个体对毒物代谢酶基因型的差异有关。
1) 2002年,Manuela等研究了基因型对使用长效染发剂与膀胱癌危险性的关系。结果表明携带不同基因型的个体染发对膀胱癌的易感性不同,携带 NAT2
(芳胺解毒酶)慢代谢型的个体染发后患膀胱癌的危险是携带 NAT2(芳胺解毒酶)快代谢型的 3倍。此项研究表明个体对芳胺的代谢率的差异会影响患膀胱癌的危险性,即染发后患癌危险性存在个体差异。
四、关于安全染发的建议综上,对于染发剂的毒性以及染发与肿瘤危险度之间的关系尚在研究之中,难以定论.要全面而客观地评价染发剂的毒性,还应对其健康效应尤其是染发与肿瘤关系的流行病学调查工作做深入研究。但是染发剂的卫生安全还是应该引起注意。尤其是深色染发剂的致癌性应引起充分重视。染发时请关注以下问题:
1.尽量减少染发次数;
2.染发剂类型的选择,尽量减少氧化型染发剂的使用;如因特定情况需要短期内改变发色或希望经常改变发色者,可选用暂时性或半永久性染发剂。
正确看待植物性染发剂的功效。
使用永久性黑色染发剂的消费者,建议用颜色较浅的染发剂,颜色越黑毒性越大。
不同的染发剂不要同时使用,可能会发生化学反应,生成有毒物质。
用剩的染发霜不要再次使用。
3.保证染发剂的质量,染发剂属于特殊化妆品,必须取得特殊化妆品许可证方可上市,所以选择染发剂时请注意有无取得许可证,未取得许可证的产品未经过卫生部的安全性评价,质量难以保证。
4.正确进行染发护发的程序,染发 4周后才可烫发 。 烫发 2 周内最好不要染发。
5.染发的频率控制,尽量降低染发频率,年龄大者需要掩盖白发者而经常染发的每次仅需补色。
6.染发方法得当,染发时避免接触发根、皮肤,避免长时间加热,减少皮肤过敏和刺激同时可减少头部皮肤对染发剂的过多吸收;染发技师操作时应戴手套;
换用染发剂时最好做皮肤刺激实验,可在耳后适量涂抹产品,24小时后观察无红肿热痛再行使用。
7.特殊人群的保护,头部皮肤破损,身体患病的人群避免染发,以防止免疫力低下时,对染发局部和身体健康造成影响;染发剂可能对生殖细胞和子代的染色体造成损伤,故准备生育的人群和怀孕的女性应避免染发。
8.遗传易感人群保护,随着环境基因组学的研究进展,一旦筛选出氧化型染发剂的易感性基因型,即可通过基因型的检测确定易感人群,此易感人群避免使用该类型产品。