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Oxidationsprodukte als möglicheUrsache von Kontakt-Dermatitiden

16.11.1998
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-Pharmazie

Govi-Verlag

AUSTRALISCHES TEEBAUMÖL

Oxidationsprodukte als mögliche Ursache von Kontakt-Dermatitiden

Aufgrund seiner desinfizierenden Wirkung wird Teebaumöl verschiedenen Kosmetika als Konservierungsmittel zugesetzt (5,8,10). In neuerer Zeit werden vermehrt Kontaktdermatitiden als unerwünschte Nebenwirkungen von Australischem Teebaumöl gemeldet. Vor allem bei Anwendung des unverdünnten Öls kommt es zu Hautirritationen und zur Ausbildung von allergischen Kontaktekzemen. So liegen zum Beispiel den Schwedischen Behörden 22 Berichte über kontaktallergische Ekzeme in Verbindung mit Teebaumöl-Zubereitungen vor (1,8,11).

Australisches Teebaumöl wird größtenteils in Hautpflege- und Kosmetikprodukten verwendet, beispielsweise in Shampoos, Conditionern, Hand- und Körpercremes, Lotionen, Gesichtsmasken, After-Sun-Lotionen, Deodorants, Seifen, Badezusätzen, Zahnpasten und Mundwässern. Es zeigt gute antibakterielle und antimykotische Wirkungen gegen ein breites Erregerspektrum.

Über die hautirritierende und allergische Potenz des Teebaumöls wurden erst wenige Untersuchungen publiziert, die zum Teil zu widersprüchlichen Ergebnissen kommen. Als Ursache werden neben bestimmten Einzelterpenen, zum Beispiel 1,8-Cineol, p-Cymen, d-Limonen und a-Terpinen, auch Terpenfraktionen (beispielsweise Monoterpene und Sesquiterpenkohlenwasserstoffe) von verschiedenen Autoren diskutiert (8).

Kürzlich wurde von Hausen und Vieluf (6) der Verdacht geäußert, daß nicht die reinen Terpene selbst, sondern vielmehr deren Oxidationsprodukte (Peroxide, Hydroperoxide und Endoperoxide) die eigentlichen Sensibilisatoren des Teebaumöls sein könnten. Sie beobachteten bei Patienten eine Erhöhung des Sensibilisierungspotentials durch oxidativ verändertes Teebaumöl. Ähnliche Vorgänge sind vom Terpentinöl beschrieben (4). Vor diesem Hintergrund haben wir handelsübliches Australisches Teebaumöl einer künstlich provozierten Autooxidation unterzogen und die chemischen Veränderungen untersucht.

Material und Methoden

Verwendet wurden zwei im Handel befindliche Teebaumöle, die von den Firmen Alva, Wallenhorst, und Tebasan, Norderstedt, bezogen wurden. Unter folgenden gaschromatographischen Bedingungen wurde gearbeitet: Gaschromatograph: Carlo Erba GC 6000 mit Spectra Physics Integrator SP 4290; Trennsäule: Quarzkapillarsäule OV-1, 15 m x 0,25 mm (i.D.), Filmdicke: 0,25 mm; Trägergas: Wasserstoff, Fluß: 2 ml/min.; Split: 1:5; Injektortemperatur: 250 oC; Detektortemperatur: FID, 300 oC; Temperaturprogramm: Anfangstemperatur: 40 oC für 4 Minuten, anschließend Temperatursteigerung auf 300 oC in zwei Schritten, zuerst 4 oC/min. bis 120 oC, dann 10 oC/min. bis 300 oC; Injektionsvolumen: 1 ml; Interner Standard: Tridecan.

Die gaschromatographischen-massenspektroskopischen-Bedingungen: Gaschromatograph: Carlo Erba HR-GC-4160; Massenspektrometer: Finnigen MAT 4500; EI Ionisationsspannung: 70 eV; Trennsäule: Quarzkapillarsäule OV-1, 30 m x 0,25 mm (i.D.), Filmdicke: 0,25 mm; Trägergas: Wasserstoff; Split: 1:20; Temperaturprogramm: Anfangstemperatur: 46 oC für 4 Minuten, dann Steigerung der Temperatur in drei Schritten, zuerst 3 oC/min. bis 76 oC, dann 4 oC/min bis 136 oC und anschließend 6 oC/min. bis 300 oC.

Das Teebaumöl wurde vor der künstlich provozierten Autoxidation gaschromatographisch analysiert, die Ölbestandteile quantitativ erfaßt sowie die Peroxidzahl mittels Fertigtest der Firma Merck, Darmstadt ermittelt. Anschließend wurden 25 ml Teebaumöl in einen 1l-Rundkolben aus weißem Glas gegeben, mit einem Glasstopfen verschlossen und neun Monate bei Raumtemperatur am Fenster dem Sonnenlicht ausgesetzt. Die gleiche Menge Teebaumöl wurde auch in einer braunen 50ml-Glasflasche am gleichen Ort aufgestellt. Den Behältnissen wurde in festgelegten Zeitabständen (am neunten Tag, nach sechs Wochen sowie nach drei und neun Monaten) Ölproben entnommen und die quantitative Zusammensetzung sowie die Peroxidzahl ermittelt. Zur Probenentnahme wurden die Behältnisse circa zwei Stunden bei -20 oC ausgefroren, um in der Gasphase befindliche Substanzen zu kondensieren.

Ergebnisse

Teebaumöl, das in braunen Flaschen aufbewahrt wurde, wies auch nach neun Monaten noch keine nennenswerten Veränderungen auf. Es war in qualitativer und quantitativer Hinsicht nahezu identisch mit dem Ausgangsöl. Auch die Peroxidzahl des Öls erhöhte sich nicht wesentlich. Bei den Teebaumölproben, die in dem weißen Kolben einer künstlichen Alterung unterzogen wurden, stieg die Peroxidzahl des ätherischen Öls innerhalb von sechs Wochen von 25 ppm auf ³ 500 ppm an. Gleichzeitig zeigten sich im Bereich der Monoterpene in quantitativer und qualitativer Hinsicht deutliche Veränderungen (Tabelle 1), während die Sesquiterpene unverändert blieben. Wie in Tabelle 1 dargestellt, erhöhte sich der p-Cymengehalt innerhalb des Versuchszeitraumes deutlich von 2,0 auf 28,8 Prozent, wohingegen die Konzentrationen von a-Terpinen (11,2 auf 0 Prozent), g-Terpinen (21,0 auf 2,3 Prozent) und Terpinolen (3,5 auf 0,6 Prozent) im Öl drastisch abnahmen. Die prozentualen Anteile der anderen Hauptkomponenten des ätherischen Öls, wie zum Beispiel 1,8-Cineol und Terpinen-4-ol, veränderten sich dagegen im gleichen Zeitraum nicht signifikant.

Wir konnten im künstlich gealterten Teebaumöl zudem erstmals das Endoperoxid Ascaridol mit Hilfe der GC-MS-Kopplung und der authentischen Vergleichssubstanz nachweisen. Ascaridol (Abbildung 1) entsteht im Teebaumöl wahrscheinlich durch Autoxidation aus a-Terpinen. Es war nach sechswöchigem Alterungsprozeß zunächst in Spuren, nach zwei beziehungsweise drei Monaten in Konzentrationen von 0,2 bis 0,3 Prozent im Öl detektierbar.

Diskussion

Aus der Literatur ist bekannt, daß terpenreiche ätherische Öle eine hautreizende sowie eine Kontaktallergie-induzierende Wirkung haben können (3,4,6,11-13). Nach Hausen und Vieluf (6) sowie Woeber und Krombach (12,13) sollen dabei nicht nur die Terpene selbst die toxische Reaktion beziehungsweise Allergie auslösen, sondern vor allem die durch Autooxidation entstehenden Hydroperoxide und oxidativen Folgeprodukte. Sie können unter anderem bei unsachgemäßer Lagerung beziehungsweise Aufbereitung entstehen.

Wir konnten nun erstmals zeigen, daß bei unsachgemäßer Lagerung die Peroxidzahl des Teebaumöls innerhalb kurzer Zeit drastisch ansteigt. Dieser Befund ist deshalb von besonderem Interesse, da Woeber und Krombach (12,13) bei verschiedenen anderen ätherischen Ölen eine Abhängigkeit der allergischen Reaktion von der Peroxidzahl festgestellt haben. Die Peroxidzahl gibt somit Aufschluß über die Veränderungen gealterter ätherischer Öle und stellt gleichzeitig ein Qualitätskriterium dar. Eine niedrige Peroxidzahl ist Ausdruck für ein ätherisches Öl, das unter optimalen Bedingungen destilliert und gelagert wurde.

Aus der Literatur ist zudem bekannt, daß a-Terpinen, g-Terpinen und Terpinolen durch den Einfluß von Licht und Luftsauerstoff mittels Autoxidation über Peroxidstufen in p-Cymen und andere oxidative Folgeprodukte, wie zum Beispiel 1,2,4-Trihydroxymethan, umgewandelt werden können. Gut untersucht wurde dieses Phänomen beim ätherischen Öl von Melaleuca linariifolia (2,11). Die Autoren konnten zeigen, daß ein Öl, das sieben Monate lang Licht und Luftsauerstoff ausgesetzt war, deutliche qualitative Veränderungen aufwies. Der p-Cymengehalt stieg um das zweifache, während die Konzentrationen von a-Terpinen, g-Terpinen und Terpinolen sich mehr als halbierten. Diese Befunde stimmen im wesentlichen mit unseren Beobachtungen für das ätherische Öl von M. alternifolia überein (Tabelle 1).

P-Cymen wirkt extrem hautreizend und führt zur Bildung von Erythemen und Ödemen (9). In einem frisch destillierten Teebaumöl liegt der Gehalt an p-Cymen gewöhnlich bei 2 bis 6 Prozent. Bei unsachgemäßer Lagerung oder vermehrtem Luftzutritt (offene Probeflasche) steigt der p-Cymengehalt sehr schnell auf 30 bis 40 Prozent an (9,11). Ascaridol ist ein natürliches Anthelmintikum, das im ätherischen Öl von Chenopodium ambrosioides (Wohlriechender Gänsefuß) als Hauptkomponente vorliegt. Früher wurde das ätherische Öl der Pflanze beziehungsweise das reine Ascaridol häufig zur Entwurmung eingesetzt. Heute sind beide Substanzen als Anthelmintikum obsolet.

Für uns war es sehr überraschend, in einem künstlich gealterten ( oxidierten) Teebaumöl das Endoperoxid Ascaridol nachzuweisen. Damit wurde zum ersten Mal in einem oxidierten Teebaumöl ein Peroxid gefunden. Aufgrund tierexperimenteller Untersuchungen muß davon ausgegangen werden, daß Ascaridol ein mögliches Allergen darstellt (7).

Die Ergebnisse zeigen, daß die Verwendung "natürlicher" Produkte in der Hautpflege und Kosmetik ebenso zu unerwünschten Nebenwirkungen beim Anwender führen kann. Aus diesem Grunde muß bei der Abklärung von Kontaktdermatosen bei entsprechenden Berufsgruppen (zum Beispiel Pflegepersonal, Kosmetiker/-innen, Friseurberufe) stets auch an entsprechende pflanzliche Naturstoffe gedacht werden.

Zusammenfassung

Australisches Teebaumöl wird wegen seiner antimikrobiellen Wirkung vermehrt in Hautpflege- und Kosmetikprodukten verwendet. Die häufiger dokumentierten Hautirritationen und allergischen Reaktionen werden in erster Linie auf Oxidationsprodukte, die durch Autooxidation aufgrund unsachgemäßer Lagerung des ätherischen Öls entstehen, zurückgeführt. In der vorliegenden Untersuchung konnte gezeigt werden, daß in gealtertem Teebaumöl sowohl die Peroxidzahl als auch der p-Cymengehalt, ein oxidatives Folgeprodukt verschiedener Monoterpene, drastisch ansteigt. Darüberhinaus konnte erstmals im künstlich gealterten Teebaumöl das natürliche Peroxid Ascaridol mit Hilfe der Massenspektroskopie und authentischer Vergleichssubstanz nachgewiesen werden. Beide Substanzen stehen im Verdacht, allergische Kontaktekzeme bzw. Hautirritationen zu verursachen.

Literatur

(1) Arzneimitteltelegramm 2, 1997, S. 23.
(2) Brothy, J.J., et al., Gas chromatographic quality control for oil of Melaleuca terpinen-4-ol type (Australian tea tree). J. Agric. Food Chem. 37 (1989) 1330-1335.
(3) Calman, C.D., Compound allergy to cosmetic. Contact Dermatitis 1 (1975) 123.
(4) Dooms-Goossens, A., et al. , Turpentine-induced hypersensitivity of perpermint oil. Contact Dermatitis 3 (1977) 304-309.
(5) Harnischfeger, G., Reichling, J., Melaleuca. In: Blaschek, W., Hänsel, R., Keller, K., Reichling, J., Rimpler, H., Schneider, G. (Hrsg.), Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis, Folgeband 3. Springer Berlin, Heidelberg, New York, 1998, S. 181-195.
(6) Hausen, B.M., Vieluf, I.K., Allergiepflanzen - Pflanzenallergene, 2. Aufl. Ecomed Verlag, Landsberg, 1998.
(7) Hausen, B.M., Reichling, J., Harkenthal, M., Degradation products of monoterpenes are the sensitizing agents in tea tree oil. (im Druck)
(8) Reichling, J., Harkenthal, M., Geiss, H.-K., Saller, R., Australisches Teebaumöl - Qualität, Verfälschungen, Wirkung und Toxizität. Östr. Apoth. Ztg. 51 (1997) 652-660.
(9) Riedl, R.W., Safety profile of tea tree oil. In: Tea tree oil into the 21st Century, the proof and the Promise. Conference Proceedings of the National Conference, Sydney Oct. 1996, S. 38-45.
(10) Saller, R., Reichling, J., Teebaumöl - ein natürliches Universalheilmittel. Dtsch. Apoth. Ztg. 135 (1995) 40-48
(11) Southwell, I.A., Freeman, S., Rubel, D., Skin irritancy of tea tree oil. J. Essent. Oil. Res. 9 (1997) 47-52.
(12) Woeber, K.H., Krombach, M., Zur Frage der Sensibilisierung durch ätherische Öle. Berufsdermatosen 17 (1969) 320-326.
(13) Woeber, K.H., Krombach,M., Kosmetika und Allergien. Ärztl. Praxis 44 (1970) 2813.

Danksagung
Wir danken Herrn Dipl.-Chem. A. Tei, Pharmazeutische Biologie Heidelberg, für die Aufnahme der Massenspektren und die Hilfe bei deren Interpretation.

Für die Verfasser:
Professor Dr. Jürgen Reichling
Institut für Pharmazeutische Biologie
Im Neuenheimer Feld 364
69120 Heidelberg

PZ-Artikel von M. Harkenthal, J. Reichling, H. K. Geiss, Heidelberg, R. Saller, ZürichTop

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