Obecnie głównym składnikiem dostępnych żeli antybakteryjnych i środków dezynfekujących, masowo stosowanych podczas pandemii, są: alkohol etylowy, benzylowy bądź izopropylowy. Działają one antyseptycznie i jednocześnie pełnią funkcję konserwantów dla produktu, w którym się znajdują. Do niedawna niektóre preparaty zawierały także triklosan – związek chemiczny o działaniu przeciwgrzybiczym, bakteriostatycznym i bakteriobójczym, jednak został on uznany za niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia i środowiska naturalnego. Warto o tym pamiętać w dobie panującej pandemii, kiedy to nie wszyscy porzucili stare przyzwyczajenia.

Trochę historii

Triklosan (TCS) pojawił się na rynku za sprawą korporacji Ciba, która w 1972 roku zaczęła go używać jako środka impregnującego ubrania chirurgiczne. Początkowo stosowano go jako składnik wyrobów medycznych do dezynfekcji rąk i narzędzi chirurgicznych – doskonale spełniał swą funkcję. Z czasem jednak zaczął być dodawany do setek innych produktów – można go było znaleźć w chemii gospodarczej, w ubraniach i butach dla sportowców, bieliźnie, zasłonach prysznicowych, telefonach, deskach do krojenia, ręcznikach, materacach, gąbkach, wężach ogrodowych, a nawet w wyposażeniu samochodów. Prawie do każdego produktu wytwórca może dorzucić triklosan, na etykiecie napisać słowo „antybakteryjny” i cieszyć się zwiększoną sprzedażą, niezależnie od tego, czy ilość dodanej substancji rzeczywiście jest skuteczna.

Trochę chemii

Triklosan (TCS), czyli 5-chloro-2-(2,4-dichlorofenoksy)-fenol, należy do chlorowanych pochodnych fenolu, które zaliczają się do tzw. trwałych zanieczyszczeń organicznych (ang. Persistent Organic Pollutant’s – POP’s). Związki te, emitowane do środowiska głównie ze źródeł antropogenicznych, charakteryzują się wysoką toksycznością, trwałością i zdolnością do bioakumulacji. Triklosan jest przedstawicielem hydrofobowych fenoli, podobnie jak działające przeciwdrobnoustrojowo krezol, chloroksylenol czy triklokarban. Ma postać białego krystalicznego proszku o specyficznym, słabym zapachu fenolu. To chlorowany, aromatyczny związek chemiczny, który posiada grupy funkcyjne charakterystyczne dla eterów i fenoli, warunkujące jego aktywność przeciwdrobnoustrojową. Triklosan, jak i pozostałe fenole, jest słabo rozpuszczalny w wodzie, natomiast dużo lepiej rozpuszcza się w etanolu, eterze dietylowym, a także w silnych roztworach zasad, np. 1 M NaOH.

Triklosan to środek przeciwdrobnoustrojowy i konserwujący, stosowany do niedawna w produktach higieny osobistej (takich jak pasta do zębów, detergenty i płyny), o typowym stężeniu w zakresie 0,1-0,3% masy produktu. Jego zawartość regulowała dyrektywa kosmetyczna Wspólnoty Europejskiej (76/768/EWG) i amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (USFDA).

We wrześniu 2016 r. FDA wprowadziła zakaz stosowania triklosanu w środkach odkażających przeznaczonych dla ludzi, a w grudniu 2017 r. zakazała używania środków antyseptycznych w służbie zdrowia. W kwietniu 2019 r. FDA wydała ostateczną zasadę zakazującą używania triklosanu w środkach odkażających do rąk. Jednak, jak zauważono, pomimo tego triklosan można wciąż znaleźć w wielu miejscach. Jest dodawany do licznych produktów użytkowanych przez dorosłych i dzieci, w tym: odzieży, naczyń kuchennych, mebli i zabawek.

W Polsce od 2005 roku triklosan znajduje się też w wykazie substancji niebezpiecznych w rozporządzeniu Ministra Zdrowia (Dz. U. z dnia 14 października 2005 r.) w alfabetycznym indeksie substancji (bez złożonych węglo- i ropopochodnych). Jego numer indeksowy to 604-070-00-9, numer WE: 222-182-2, numer CAS: 3380-34-5, klasyfikacja: XI; R36/38 N; R50-53, oznakowanie: XI; N R: 36/38-50/53 S: 26-39- 46-60-6.

Triklosan, pomimo wysokiej stabilności chemicznej, będąc niezwykle odpornym na wysokie i niskie pH, łatwo ulega degradacji w środowisku poprzez fotodegradację. Wstępnie zidentyfikowano osiem fotoproduktów, w  tym chlorowane fenole, etery chlorohydroksydifenylowe, 2,7- i 2,8-dichlorodibenzo-p-dioksynę oraz możliwy izomer dichlorodibenzodioksyny lub dichlorohydroksydibenzofuran. Niektóre z  nich wykazują zwiększoną toksyczność w  porównaniu do triklosanu, ale wykazano, że są degradowane w  środowisku przez bakterie, takie jak Pseudomonas, Burkholderia i Sphingomonas. Produktami końcowymi są CO2 i chlor z chlorokatecholami, jako półproduktami. Son i in. wykazali, że degradacja fotokatalityczna triklosanu z udziałem TiO2 jest osiągana głównie za pomocą rodników, które mogą dalej degradować na półprodukty, np. dioksyny. Obecność nadtlenku wodoru poprawia utlenianie triklosanu. Rozpuszczalność triklosanu w wodzie wynosi <10-6 g mL-1 i wzrasta, gdy pH zmierza do zasadowego.

Współczynnik podziału triklosanu (log Pow = 5,4) sugeruje, że jest on lipofilowy. Struktura chlorowcowanego eteru bifenylowego triklosanu jest podobna do bisfenolu A, dioksyn, polibromowanych eterów difenylowych (PBDE) i hormonów tarczycy, dlatego też triklosan uważany jest za potencjalny czynnik zaburzający gospodarkę hormonalną, szczególnie w  odniesieniu do zaburzeń homeostazy hormonu tarczycy.

Trochę o działaniu i zastosowaniu triklosanu

Prowadzone do tej pory badania potwierdzają, że związek ten ma szeroki zakres działania przeciwdrobnoustrojowego. Wykazuje aktywność wobec bakterii Gram-dodatnich, Gram-ujemnych, prątków kwasoopornych, działa na grzyby, wirusy, a także pierwotniaki (Plasmodium falciparum i Toxoplasma gondii), nie działa natomiast na formy przetrwalnikowe drobnoustrojów. Dodatek triklosanu z jednej strony ma na celu uzyskanie działania antyseptycznego i przeciwbakteryjnego, z drugiej jest on środkiem konserwującym dla produktów, w których występuje.

W wysokich stężeniach (rzędu kilku procent) triklosan działa więc bakteriobójczo. Jego celem jest błona cytoplazmatyczna i cytoplazma. Jednak w niskich stężeniach (0,05%) działa bakteriostatycznie poprzez inhibicję syntezy kwasów tłuszczowych niezbędnych do reprodukcji oraz budowy błony komórkowej. Triklosan wiąże się z bakteryjnym enzymem – reduktazą białka przenoszącego grupę enolowo-acylową (ENR), kodowanego przez gen fabl. To wiązanie powoduje wzrost powinowactwa enzymu do NAD+. W rezultacie powstaje stabilny trzeciorzędowy kompleks ENR-NAD+-triklosan, który jest nieaktywny w syntezie kwasów tłuszczowych, niezbędnych do budowy i odtwarzania błony komórkowej.

Więcej o szkodliwości triklosanu

Tak jak wszystkie związki chemiczne, triklosan nie jest obojętny dla człowieka. Istnieją doniesienia, że podczas stosowania produktów zawierających triklosan występowały alergie kontaktowe oraz działanie drażniące skórę (wysypka na twarzy, szyi, zewnętrznej powierzchni dłoni). Związek ten wykazywał właściwości lipofilne, umożliwiające mu łatwe pokonywanie barier biologicznych. Obecność triklosanu u człowieka wykazano w tkankach takich jak krew, tkanka tłuszczowa, wątroba oraz mózg. Z badań wynika, że w układzie nerwowym TCS działa podobnie jak TCDD (2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksyna), inicjując między innymi proces apoptozy, a w wysokich stężeniach nekrozę (obumieranie komórek i martwicę). Czyli np. związek ten przy dłuższym stosowaniu zakłócał mikroflorę bakteryjną jamy ustnej. Potwierdzono także działanie teratogenne triklosanu, a więc styczność z nim podczas ciąży mogła powodować wady rozwojowe płodu. Dowiedziono ponadto, że triklosan kumulował się w tkance tłuszczowej i oddziaływał na metabolizm hormonów tarczycy, co mogło prowadzić do hipotermii. Co więcej, zanotowano negatywny wpływ triklosanu na centralny układ nerwowy, w tym powodowanie stanów depresyjnych.

W badaniu przeprowadzonym w 2014 r. w Quebec City zidentyfikowano TCS w 44 z 46 próbek ludzkiego moczu, a ostatnie badania wykonane w Chinach potwierdziły obecność triklosanu w moczu u 80% z 209 przebadanych uczestników eksperymentu. Warto wspomnieć o badaniach kobiet w ciąży przeprowadzonych w Nowym Jorku, gdzie TCS wykryto u 100% ze 181 pań oraz w 51% próbek krwi pępowinowej pobranej bezpośrednio od noworodków. Triklosan, tak jak bisfenol A, wykazuje działanie podobne do hormonów obecnych w ludzkim organizmie. Pod tym względem substancja ta, zależnie od typu komórek, tkanki czy organizmu użytego w eksperymencie, może działać jak słaby estrogen lub androgen. Podobnie jak w przypadku innych ksenobiotyków, triklosan może akumulować się w roślinach, po czym jest spożywany przez ludzi. Zauważono także, że duże stężenie triklosanu w wodach może mieć toksyczny wpływ na różne typy wodorostów i skorupiaków, na ich budowę oraz funkcjonowanie i w efekcie może prowadzić do zaburzenia równowagi ekosystemów wodnych. Z badań prowadzonych przez naukowców wynika, że w pewnych warunkach, na skutek kontaktu triklosanu z wodą wodociągową, dochodzi do powstawania niewielkich ilości chloroformu, a jak wiadomo jest to substancja silnie drażniąca i przy większym stężeniu i dłuższym kontakcie toksyczna dla organizmów żywych.

Nie ulega wątpliwości, że powszechność stosowania triklosanu mogła doprowadzić do wytworzenia na niego oporności u niektórych bakterii, co wiąże się także ze zwiększeniem oporności na antybiotyki. Z badań prowadzonych w różnych ośrodkach wynika, że poziom oporności gronkowców na triklosan jest bardzo zróżnicowany, jednak zdecydowanie wyższy w  porównaniu z  wynikami uzyskiwanymi w latach wcześniejszych. Zjawisko oporności na triklosan częściej dotyczy szczepów S. epidermidis, co może być wynikiem większej ekspozycji gronkowców skórnych na środki czystości zawierające triklosan. Niepokój budzi też wpływ triklosanu na florę jelitową. U  szczepów E. coli przejawia się ona nadekspresją genów kodujących pompy odpowiedzialne za usuwanie związków toksycznych z komórki i prowadzi do zmniejszenia ich wrażliwości na niektóre antybiotyki. Istnieją także informacje na temat wzrostu oporności na triklosan wśród bakterii środowiskowych. Izolaty Pseudomonas putida i Alcaligenes xylosoxidans spp. denitrificans wykazywały wysoki stopień oporności na triklosan na skutek produkcji enzymu, który go rozkłada. Wykazano również możliwość przeniesienia genów oporności ze szczepów Stenotrophomona smaltophilia do komórek P. aeruginosa, a  także do pałeczek z  rodziny Enterobacteriaceae. Z  badań nad opornością prątków kwasoodpornych wynika, że mutacja w genie inhA (odpowiedniku genu fabI) warunkuje jednoczesną oporność na triklosan i  izoniazyd. Dyskusja wokół triklosanu nie cichnie, bowiem kilka miesięcy temu opublikowano wyniki badania na grupie 1,8 tys. kobiet. U  kobiet z  najwyższym poziomem triklosanu w  moczu, badanie gęstości mineralnej kości BMD pokazywało niższą gęstość mineralną kości udowej i w odcinku lędźwiowym kręgosłupa, a  częstość występowania osteoporozy była ponaddwukrotnie wyższa. Naukowcy wyjaśniają, że przeprowadzili jedynie badanie obserwacyjne. Triklosan wykryto w 75 proc. populacji USA. Ludzie są narażeni na triklosan w produktach konsumpcyjnych, spożywczych i w wodzie. Poziomy wahały się od 7,9 nmol/l do 13,1 μmol/l.

***

W dobie szalejącej pandemii koronawirusa budowanie poczucia bezpieczeństwa, a także bieżąca i adekwatna dezynfekcja, jest ważnym elementem życia codziennego. W obecnej sytuacji wszelkiego rodzaju biocydy: środki dezynfekcyjne i antyseptyczne są stosowane w znacznych ilościach, jednak nadużywanie tego typu związków może zakłócić prawidłową mikroflorę np. skóry i przyczynić się do wzrostu jej oporności. Intensywne użycie tego typu substancji, w tym jeszcze do niedawna triklosanu, przyczynia się niestety do wzrostu ich zawartości w ściekach. Konsekwencją tego będzie prawdopodobnie, w kolejnym etapie, ich kumulacja w zbiornikach wodnych i osadach rzecznych, co potwierdzają prowadzone badania. Dlatego konieczne jest poszukiwanie nowych technologii prowadzących do eliminacji lub unieszkodliwiania tego typu substancji, w tym zakazanego już triklosanu, a edukacja z zakresu prawidłowych procesów sanitarno-higienicznych jest gwarancją bezpieczeństwa zdrowia publicznego. Pomimo wydania decyzji przez amerykańską Agencję Żywności i Leków, FDA (od ang. Food and Drug Administration), zakazującej stosowania triklosanu w środkach odkażających do rąk, jest wiadome, że wciąż można znaleźć go w wielu produktach. Dlatego czytanie etykiet i świadomy wybór właściwych produktów do dezynfekcji jest w dobie pandemii bardzo ważny.

 

Artykuł wraz z bibliografią został opublikowany w nr 3/2020 magazynu Kierunek Wod-Kan