Katarzyna Greber

W ostatnich latach pojawiło się wiele doniesień i opinii dotyczących stosowania konserwantów w kosmetykach. Coraz częściej wykorzystywanie środków konserwujących spotyka się z brakiem akceptacji oraz negatywną opinią zwolenników kosmetyków naturalnych. Związane jest to głównie z nieracjonalnymi tezami dotyczącymi toksyczności konserwantów.

Kosmetyki bogate w wodę i związki organiczne stanowią atrakcyjne środowisko do wzrostu i rozwoju drobnoustrojów, w tym patogenów chorobotwórczych. Rozwijające się mikroorganizmy w znacznym stopniu powodują obniżenie stabilności, jakości i właściwości preparatu m.in. rozdzielenie faz, zmiany zapachu, koloru i konsystencji. O trwałości kosmetyku, a w tym o jego odporności na rozwój mikroflory decydują głównie: skład, zawartość wody, wartość pH, wielkość i typ opakowania oraz zawartość składników ograniczających rozwój mikroorganizmów. Wykluczenie środków konserwujących z przemysłu nie jest więc możliwe, ze względu na wysokie ryzyko zakażeń drobnoustrojowych oraz znaczne pogorszenie jakości wyprodukowanych preparatów.

Substancje konserwujące stanowią więc niezbędny składnik receptur kosmetycznych. Z reguły są to związki o właściwościach toksycznych, dlatego ich stosowanie podlega ścisłym regulacjom prawnym w formie listy substancji konserwujących dozwolonych do stosowania w produktach kosmetycznych. Wykaz takich substancji stanowi załącznik do Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1223/2009, obowiązującego na terenie całej Unii Europejskiej od dnia 11 lipca 2013 r.

Podstawowym zadaniem środka konserwującego jest utrzymanie kosmetyku w czystości mikrobiologicznej zgodnej z wymaganiami prawnymi gwarantującymi bezpieczeństwo jego stosowania przez określony okres czasu. Do zanieczyszczenia mikrobiologicznego preparatu może dojść już podczas produkcji lub w czasie użytkowania przez konsumenta. Szczególnie niebezpieczne jest wtórne zanieczyszczenie wyrobu kosmetycznego drobnoustrojami chorobotwórczymi głównie Staphylococcus aureus i Pseudomonas aeruginosa odpowiedzialnymi za infekcje skórne. Poważnym problemem jest również wzrastający odsetek alergii na substancje konserwujące, wynikający z powszechnej ich obecności w środkach do pielęgnacji ciała, farmaceutykach, czy produktach spożywczych. Wyniki badań alergologicznych wskazują, że przyczyną 30 - 45% ogólnej liczby uczuleń na kosmetyki są środki konserwujące, tuż obok składników zapachowych.

Te wysokie wymagania sprawiają, że wybór środka konserwującego nie jest rzeczą łatwą. Pamiętać należy, że kosmetyk nakładany na skórę, na której występuje naturalna saprofityczna mikroflora bakteryjna, nie powinien w żaden sposób zaburzać równowagi jej składu.

Mechanizm działania konserwującego polega na denaturacji białek drobnoustrojowych lub dezaktywacji ich układów enzymatycznych i związany jest z występowaniem w strukturze konserwantów ugrupowań chemicznych odpowiedzialnych za tę aktywność. Dlatego bardzo ważnym czynnikiem decydującym o wyborze odpowiedniego środka konserwującego jest pH preparatu kosmetycznego. Przykładowo związki zawierające grupy kwasowe tj. kwas sorbowy, kwas benzoesowy, ale także pochodne fenolowe – parabeny, wykazują aktywność przeciwdrobnoustrojową w pH poniżej 7, które zapobiega ich dysocjacji. Brak ładunku sprawia, że cząsteczka staje się bardziej lipofilowa, co w efekcie zwiększa jej powinowactwo do warstwy lipidowej komórki mikroorganizmu. Ich jonowa postać pozostaje nieaktywna.

W przypadku gdy konserwowany preparat kosmetyczny zawiera surfaktanty, możliwym jest, że związek, którego zadaniem jest ochrona fazy wodnej przed rozwojem drobnoustrojów, ulegnie dystrybucji do fazy olejowej, międzyfazy lub zostanie zamknięty w strukturach formowanych przez te surfaktanty. Konsekwencją jest spadek stężenia środka konserwującego w fazie wodnej i jej niewłaściwa ochrona. Obawa przed wystąpieniem działania toksycznego dla użytkownika powoduje, że zwiększenie stężenia konserwantu nie jest możliwe.

W oparciu o dane zawarte na opakowaniach (składy INCI) do najczęściej stosowanych konserwantów w recepturach preparatów kosmetycznych należą parabeny, czyli estry kwasu p-hydroksybenzoesowego (PHBA). Parabeny są związkami, które naturalnie występują w niektórych owocach. Wykorzystywane są jako środki konserwujące w produktach spożywczych, farmaceutycznych, jak również licznych produktach do pielęgnacji skóry i włosów. Parabeny zabezpieczają kosmetyk przed rozwojem mikroorganizmów - również tych chorobotwórczych, jak gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus), czy pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa).

Mimo wprowadzenia lub syntezy nowych substancji konserwujących częstotliwość stosowania parabenów nie uległa znacznej zmianie w ciągu ostatniego ćwierćwiecza. Do grupy parabenów zalicza się m.in. metyloparaben, etyloparaben, butyloparaben, izobutyloparaben, propyloparaben. Najczęściej używane w produktach kosmetycznych pochodne: metylowa, etylowa, propylowa i butylowa mogą zostać wchłonięte przez skórę i z krwiobiegiem penetrować do tkanek ciała. Zdolność przenikania przez skórę zależy od ich wartości współczynnika podziału oktanol/woda. Należy podkreślić, że parabeny stosowane w dopuszczalnych stężeniach są całkowicie bezpieczne i nie wykazują działania toksycznego, kancerogennego, genotoksycznego ani teratogennego. Odnotowano, że czasami mogą powodować reakcje uczuleniowe, mimo to jak dotąd są najczęściej stosowanymi środkami konserwującymi. Jest to związane z ich wysoką skutecznością przeciwdrobnoustrojową, brakiem toksyczności oraz stabilnością chemiczną. Parabeny stanowią jedną z najlepiej przebadanych pod względem bezpieczeństwa grupę konserwantów. Szczegółową analizę bezpieczeństwa stosowania parabenów w kosmetykach wielokrotnie przeprowadzał Komitet Naukowy ds. Produktów Konsumenckich przy Komisji Europejskiej. Stosowanie parabenów jest dozwolone i regulowane przepisami prawa. Parabeny znajdują się na liście konserwantów dozwolonych do stosowania w kosmetykach zawartej w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 30 marca 2005 roku. Maksymalne dopuszczalne stężenie wynosi 0,4% dla pojedynczego związku i 0,8% jeśli stosowana jest mieszanina kilku różnych parabenów. Amerykańska agencja FDA zaklasyfikowała dwa parabeny: metyloparaben i propyloparaben jako tzw. GRAS (Generally Recognized as Safe) – substancje uznane za bezpieczne do stosowania w żywności.

Tabela 1. Aktywność przeciwdrobnoustrojowa wybranych środków konserwujących.

Tabela 2. Ogólna charakterystyka drobnoustrojów spotykanych w zainfekowanych kosmetykach.

Pierwszą grupę substancji konserwujących stosowaną w przemyśle kosmetycznym stanowiły tzw. donory formaldehydu. Pochodne formaldehydu w kosmetykach to m.in.: 2-Bromo-2-Nitropropane-1,3-Diol; Diazolidinyl Urea; Imidazolidinyl Urea; DMDM Hydantoin, Quaternium–15. Związki te należą do donorów formaldehydu ponieważ w miarę upływu czasu mogą uwalniać silnie toksyczny i alergenny formaldehyd. Związek ten łatwo reaguje z grupami aminowymi i amidowymi białek bakteryjnych, tworząc w ten sposób mostki metylenowe między łańcuchami peptydowymi. Prowadzi to do obkurczania błon komórkowych oraz wzrostu ciśnienia wewnątrzkomórkowego co w konsekwencji powoduje destrukcję komórki patogenu. Formaldehyd hamuje aktywność wydzielniczą gruczołów potowych, dlatego stosowany jest głównie w preparatach dezodorujących. Aktywność przeciwdrobnoustrojową wykazuje w zakresie pH od 3 do 9. Grupa tych związków odpowiedzialna jest za podrażnienia i uczulenia skóry. Na szczególną uwagę w tej grupie zasługuje popularny w latach 70-tych: 2-Bromo-2-Nitropropane-1,3-Diol, występujący pod nazwami handlowymi Bronopol, Gropol. Stosowany w połączeniu z parabenami wykazuje skuteczne działanie w stosunku do opornych szczepów z rodzaju Pseudomonas. Jednak ze względu na jego silne toksyczne i drażniące właściwości zaprzestano jego stosowania jako środka konserwującego.

Kolejnym popularnym konserwantem jest mieszanina metylochloroizotiazoliny (MCI) i metyloizotiazoliny (MI) występująca głównie w szamponach i emulsjach. Układ ten wykazuje stosunkowo wysoki procent uczuleń w stosunku do częstości stosowania i dopuszczony jest do stosowania w maksymalnym stężeniu 0,1%. Do grupy tych związków należy też Kathon CG - wodny roztwór mieszaniny MCI i MI stabilizowany azotanem magnezu, wykazujący efektywne działanie przeciwdrobnoustrojowe w niskim zakresie stężeń (0,02 – 0,1 %).

Głównym przedstawicielem tej grupy konserwantów jest triclosan, syntetyczny związek o szerokim działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Wykazuje działanie bakteriostatyczne (w wyższych stężeniach nawet bakteriobójcze), przeciwgrzybicze, a w niektórych przypadkach także przeciwwirusowe.

Receptura preparatywna została opracowana w latach 60-tych XX wieku, a od początku lat 70-tych jest wykorzystywany jako skuteczny konserwant w kosmetykach, produktach do dezynfekcji, a także w wyrobach chemii gospodarczej w celu zapewnienia działania antyseptycznego. Triclosan skutecznie zapobiega nadmiernemu rozwojowi bakterii na skórze ludzkiej, zmniejsza ryzyko infekcji, zapobiega przykremu zapachowi, chroni przed infekcjami po zabiegach dentystycznych, stanowi więc dodatek preparatów do higieny jamy ustnej, mydeł i dezodorantów.

Stężenie triclosanu oraz warunki jego stosowania w kosmetykach są w krajach Unii Europejskiej regulowane Dyrektywą Kosmetyczną 76/768/EEC (Aneks VI), a w prawie polskim Rozporządzeniem Ministra Zdrowia, zgodnie z którymi może być on stosowany w produktach kosmetycznych w stężeniu nie przekraczającym 0,3%. Zgodnie z opiniami Komitetu ds. Produktów Konsumenckich stosowanie triclosanu w kosmetykach w dopuszczalnym dotychczas zakresie stężeń jest bezpieczne i nie stanowi ryzyka dla zdrowia konsumentów.

Ważną grupą środków konserwujących są metaloorganiczne związki organiczne wykazujące efektywne działanie wobec szerokiego spectrum drobnoustrojów. Tiomersal jest środkiem zawierającym w swej budowie związki rtęci (sól sodowa kwasu etylortęciotiosalicylowego), które nadają mu wysoce toksyczne właściwości.

Charakteryzuje go wysoka aktywność przeciwdrobnoustrojowa przy jednoczesnym braku działania drażniącego nawet na błony śluzowe. Tiomersal wzbudza wiele kontrowersji jako substancja konserwująca używana w starszych typach szczepionek (choć nadal występuje w niektórych szczepionkach dla dzieci), niektórych maściach i innych postaciach leku. Stosowany jest także jako środek konserwujący w produkcji kosmetyków kolorowych do oczu. Istnieją doniesienia literaturowe, które wskazują tiomersal jako czynnik wywołujący alergię kontaktową u około 18% młodzieży.

Podobnie jak w przypadku wszystkich produktów konsumenckich tak i na rynku kosmetyków pojawił się nowy trend na tzw. produkty „naturalne”, „organiczne”, a nawet „bez chemii”. Tendencja ta opiera się na przekonaniu użytkowników, że substancje naturalne o określonej czystości mikrobiologicznej są bezpieczniejsze od syntetycznych substancji chemicznych. Do tego typu preparatów została opracowana ograniczona lista dopuszczonych konserwantów. Należą do nich: alkohol benzylowy, kwasy: dehydrooctowy, benzoesowy, salicylowy, soborowy oraz ich pochodne. Wyniki badań wskazują jednak, że związki uznane za bezpieczne: kwas benzoesowy, alkohol benzylowy lub benzoesan sodu także są przyczyną alergii kontaktowych.

Czy to znaczy, że kosmetyki nie są dla nas bezpieczne? Aby „naturalny” kosmetyk pozostał bezpieczny, wymaga zastosowania środka konserwującego pochodzenia naturalnego. Mimo, że takie związki istnieją (kwasy, aldehyd mrówkowy) to na skalę przemysłową otrzymywane są na drodze syntezy chemicznej, żaden z nich nie jest oczyszczonym produktem pochodzenia naturalnego.

Przemysł kosmetyczny coraz częściej wykorzystuje związki, które oprócz swoich głównych właściwości wykazują aktywność przeciwdrobnoustrojową. Częstą praktyką w przemyśle naturalnych kosmetyków jest wykorzystanie przeciwdrobnoustrojowych właściwości olejków eterycznych pochodzenia roślinnego. Wonne ekstrakty roślinne jako podstawowe składniki zapachowe kosmetyków okazały się skuteczne w wspomaganiu konserwacji kosmetyków. W zależności od zastosowanego stężenia mogą one zastępować lub poprzez działanie synergiczne ograniczać użycie zawartości konserwantów syntetycznych. Mieszaniny ekstraktów roślinnych m.in. z tymianku (Thymus Vulgaris), lawendy (Lavandula Augustifolia), cynamonu (Cinnamomum Zeylanicum Bark), rozmarynu (Rosmarinus Officinalis), oliwki (Olea Europaea), oregano (Origanum Vulgare), mięty (Mentha Piperita) w odpowiednim stężeniu (0,5 – 2,5%) wykazują efektywne działanie przeciwdrobnoustrojowe. Znamy szereg ekstraktów roślinnych i olejków eterycznych posiadających antybakteryjne właściwości ale ocena ich toksyczności nie jest jeszcze w pełni oznaczona. Poza tym w większości przypadków mają one intensywny zapach, barwę i ich pozyskanie jest znacznie droższe niż produkcja syntetycznych środków konserwujących. Jednakże ze względu na naturalne pochodzenie stanowią coraz bardziej cenioną grupą związków w produkcji ,,naturalnych’’ kosmetyków.

Nowością na rynku kosmetycznym są nowoczesne preparaty zawierające nanocząstki srebra. Ze względu na swój rozmiar i co za tym idzie większą powierzchnię czynną, cechują się wyższą aktywnością biologiczną i chemiczną.

Silne właściwości bakteriobójcze nanosrebra przy niskich stężeniach wskazują na potencjalne zastosowanie ich jako środków konserwujących w przemyśle.

Nową alternatywą dla konwencjonalnych konserwantów jest zastosowanie syntetycznych peptydów przeciwdrobnoustrojowych (AMP). AMP są produkowane przez organizmy eukariotyczne celem ochrony przed patogenami. Wykazują właściwości przeciwdrobnoustrojowe wobec szerokiego spektrum mikroorganizmów, a mechanizm działania oparty na interakcjach z błoną komórkową pozwala spodziewać się niskiego ryzyka rozwoju oporności drobnoustrojów na te związki. Rola peptydów w wielu procesach fizjologicznych jest tematem badań wielu ośrodków naukowych, a obiecujące wyniki badań wskazują na możliwość wykorzystania

tej grupy związków, jako potencjalnych aktywnych składników w kosmetykach.

Konserwanty obok związków zapachowych zaliczane są do najbardziej kontrowersyjnych surowców kosmetycznych, gdyż są przyczyną najczęściej pojawiających się alergii u ich użytkowników. Stanowią poważny problem szczególnie dla osób o wrażliwej skórze, podatnej na alergie. Wywołując reakcje alergiczne prowadzą do przesuszenia i złuszczania naskórka oraz zmian atopowych skóry. Jednak ryzyko użycia kosmetyku zakażonego może prowadzić do dużo poważniejszych komplikacji, niż te wywołane negatywną reakcją na konserwant. Eliminacja konserwantów w przemyśle kosmetycznym nie jest więc zasadna.

Ośrodki badawczo rozwojowe firm kosmetycznych opracowują nowe receptury z uwzględnieniem konieczności ograniczenia zawartości środków konserwujących do minimum, szczególnie w preparatach mających kontakt z błoną śluzową (np.: środki pielęgnacji okolic oczu). Z tego samego powodu nieustannie poszukuje się układów alternatywnych dla konserwantów syntetycznych.

Stosowanie konserwantów jest regulowane ustawowo w większości krajów, a na terenie całej UE jednym, wspólnym rozporządzeniem, bez różnic pomiędzy poszczególnymi państwami. Określone są zarówno rodzaje substancji konserwujących dopuszczonych do stosowania w produktach kosmetycznych, jak też zakres ich bezpiecznych stężeń. Przestrzeganie dobrych praktyk w zakresie produkcji zapewnia ochronę kosmetyków od skażenia mikrobiologicznego przy zachowaniu bezpieczeństwa dla konsumenta.

Należy pamiętać, że informacja na opakowaniu kosmetyku iż nie zawiera on konserwantów oznacza, że w jego składzie nie ma żadnego składnika znajdującego się w wykazie substancji konserwujących dopuszczonych w danym kraju do stosowania. Jeżeli kosmetyk zawiera składniki, których podstawowym zadaniem nie jest konserwowanie, a które dodatkowo wykazują takie właściwości, działanie to nie musi być deklarowane.