Biblioteczka

Wpływ promieniowania ultrafioletowego na skórę – rola substancji promieniochronnych

Opalona skóra jest nadal dla dużej grupy społeczeństwa wyznacznikiem urody, zdrowia i dobrego samopoczucia. Mimo, iż lekarze i naukowcy biją na alarm stawiając czerniaka wśród najważniejszych problemów onkologicznych XXI wieku, to dla wielu udany wypoczynek musi się wiązać z intensywną, równomierną pigmentacją.

Wpływ promieniowania ultrafioletowego na organizm ludzki jest dobrze poznany i nie dotyczy wyłącznie skóry. Poza niewątpliwie pozytywnym oddziaływaniem na samopoczucie i syntezę witaminy D, promieniowanie słoneczne wiąże się z wieloma niekorzystnymi mechanizmami inicjowanymi w ustroju.

Szkodliwe promieniowanie

Promieniowanie ultrafioletowe, które stanowi 1% promieniowania słonecznego składa się z zakresu UVA, UVB, UVC i promieniowania próżniowego o długości fali 10-200 nm. Do powierzchni Ziemi, a zatem organizmów żywych, dociera wyłącznie UVA i UVB.

UVB z uwagi na krótszą długość fali obejmuje działaniem jedynie naskórek. Uszkodzenie DNA w obrębie keratynocytów jest sygnałem dla organizmu mobilizującym go do produkcji ochronnych cząsteczek. Jedną z nich jest melanina, która w postaci melanosomów jest transportowana do keratynocytów dolnych warstw naskórka, gdzie tworzy nad jądrem ochronny parasol. W większości przypadków uszkodzenia są naprawiane lub komórka kierowana jest na szlak apoptozy. Kiedy jednak mechanizmy naprawcze zawodzą dochodzi do powstawania mutacji a uszkodzone komórki ulegają nadmiernym podziałom i różnicowaniu się. Ponadto promieniowanie UVB jest immunosupresorem. Napromieniowane struktury wydzielają cytokiny, które wpływają niekorzystnie na komórki prezentujące antygen i nie dochodzi do rozwinięcia się pełnej odpowiedzi immunologicznej. Zjawisko to jest wykorzystywane w leczeniu niektórych chorób skóry np. łuszczycy czy AZS jednak może również powodować rozwój nowotworów.

Promieniowanie UVA przenika do warstwy siateczkowej skóry właściwej umożliwiając tym samym jego wpływ na fibroblasty, komórki nacieków zapalnych, śródbłonki naczyń, macierz międzykomórkową. W przeważającym stopniu jest odpowiedzialne za reakcje fototoksyczne i fotoalergiczne oraz fotostarzenie się skóry. UVA nie jest pochłaniane bezpośrednio przez DNA komórek, ale przyczynia się do generowania reaktywnych form tlenu (ROS), zdolnych do uszkadzania różnych struktur komórkowych prowadząc do rozwoju nowotworów. UVA jest odpowiedzialne za pigmentację skóry w mechanizmie natychmiastowej oksydacji melaniny, pobudzaniu transportu melaniny do keratynocytów oraz stymulacji jej produkcji. Jego szkodliwe działanie w naturalnych warunkach ogranicza współistnienie frakcji UVB, która stokrotnie szybciej powoduje powstawanie rumienia, uniemożliwiając dalszą ekspozycję na słońce. Zjawisko to zostało wykorzystane przy konstrukcji solariów, które emitują wzmocnione promieniowanie UVA mające wywołać szybką pigmentację. UVB emitowane przez lampy solaryjne ma na celu zabezpieczyć przed nieograniczoną ekspozycją na nie. Według badań 15 minut spędzone w solarium odpowiada całemu dniu ekspozycji na słońce w naturalnych warunkach. Jako bezpieczne naukowcy podają 23 minuty w ciągu roku.

Substancje promieniochronne

Do ochrony skóry przed niekorzystnym wpływem promieniowania ultrafioletowego wykorzystywane są zawarte w kosmetykach filtry przeciwsłoneczne. Początkowo substancje te zastosowano w kremach w celu protekcji przed poparzeniem. Później okazało się, że zapobiegają one także fotostarzeniu i kancerogenezie. Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego w Unii Europejskiej jest zarejestrowanych 28 substancji promieniochronnych przeznaczonych do stosowania w kosmetykach i traktowanych jako produkty kosmetyczne. W USA FDA dopuszcza jedynie 17 substancji promieniochronnych i traktuje je jako leki OTC.

Związki promieniochronne na podstawie właściwości fizykochemicznych i sposobu działania można podzielić na dwie grupy: filtry fizyczne i filtry chemiczne. Fotoprotekcja filtrów mineralnych oparta jest o zjawisko odbicia i rozpraszania promieniowania. Do związków tych należą: ditlenek tytanu, tlenek cynku, tlenek żelaza. Są to fotostabilne cząsteczki o wielkości 1-30 nm chroniące przed promieniowaniem UVA oraz UVB. Filtry te są stosowane m.in. w preparatach dla skór wrażliwych oraz dzieci ze względu na niskie ryzyko uczulenia. Z punktu widzenia bezpieczeństwa stosowania wydają się więc być idealnymi substancjami promieniochronnymi. Jednak ich samodzielne stosowanie w kosmetykach jest nieuzasadnione, gdyż trudno jest uzyskać wysoki współczynnik fotoprotekcji przy ich niskich stężeniach. Natomiast zastosowanie dużej ilości filtrów mineralnych w gotowym produkcie jest nieopłcalne z ekonomicznego punktu widzenia a także obniża komfort stosowania przez konsumenta powodując efekt bielenia skóry. Ciągłe prace badawcze nad uzyskaniem nowych metod doskonalenia substancji promieniochronnych doprowadziły do otrzymania cząsteczek filtrów mineralnych powleczonych silikonami, tlenkiem glinu, cyrkonem i manganem. Wykorzystanie tego zjawiska zmniejsza aglomerację cząstek pigmentu przez co ułatwia ich rozpraszanie i obniża ryzyko zjawiska bielenia skóry. Z zarejestrowanych w Unii Europejskiej substancji promieniochronnych jedynie ditlenek tytanu jest związkiem należącym do filtrów fizycznych. Trwają rozważania nad wprowadzeniem na listę substancji promieniochronnych także tlenku cynku dopuszczonego do stosowania przez FDA.

Ze względu na brak filtru fizycznego idealnie absorbującego promieniowanie w kosmetykach stosowane są kombinacje filtrów, co pozwala na uzyskanie szerszego spektrum działania ochronnego przy jednoczesnym niższym stężeniu zastosowanych substancji. Działanie filtrów chemicznych opiera się na absorbcji promieniowania ultrafioletowego i zamianie go na ciepło lub promieniowanie o innej długości fali. Pod wpływem kwantu energii cząsteczki te przechodzą na wyższy poziom energetyczny. Następnie ze stanu wzbudzenia powracają do poziomu podstawowego oddając nadmiar energii. Do filtrów chemicznych zalicza się pochodne PABA, pochodne kwasu cynamonowego, benzofenony, pochodne kwasu salicylowego, pochodne kamfory, pochodne benziolometanu i inne. Większość filtrów chemicznych chroni przed UVB. Obecnie coraz bardziej popularne są tzw, filtry szerokopasmowe chroniące przed UVA i UVB np. fenylobenzotiazole (Tinosorb), pochodne benziolometanu (Parsol 1789), benzofenony. Substancje promieniochronne dopuszczone do stosowania w produktach kosmetycznych są poddawane szczegółowym badaniom pod kątem: toksyczności ostrej, drażniącego, uczulającego i fotouczulającego wpływu na skórę, fototoksyczności, genotoksyczności, fotogenotoksyczności, potencjalnego działania kancerogennego lub fotokancerogennego (w Stanach Zjednoczonych). Wymogi stawiane filtrom dotyczą nie tylko bezpieczeństwa stosowania ale również ich właściwości fizykochemicznych, stabilności, spektrum działania i komfortu stosowania przez konsumenta.

Wskaźniki ochrony przeciwsłonecznej

Kosmetyki promieniochronne są podstawą pielęgnacji osób ze skórą jasną (I i II fototyp skóry), z licznymi znamionami barwnikowymi, z rogowaceniem słonecznym i niektórymi dermatozami (toczeń rumieniowaty, albinizm, xeroderma pigmentosum). Jednak duża dawka promieniowania docierającego do Ziemi w ciągu całego roku wymaga fotoprotekcji od każdego kto pragnie na długo zatrzymać skórę w dobrej kondycji i zdrowiu. Stopień ochrony substancji promieniochronnej określa tzw. faktor oznaczany zawsze dla gotowego kosmetyku. Wartość współczynnika fotoprotekcji jest określana oddzielnie dla promieniowania UVA (IPD, PPD, EPF, PPF) oraz UVB (SPF) równolegle stosowanymi metodami in vivo i in vitro. Obecnie do ostatecznego określenia faktora zarejestrowane są jedynie metody badawcze na organizmie ludzkim gdyż uważa się, że tylko one dają wiarygodne wyniki. Oznaczenie współczynnika ochrony przed UVA nie jest obecnie ujednolicone. Do głównych metod określania tego parametru należą: metoda bezpośredniej pigmentacji IPD, metoda trwałej pigmentacji PPD oraz metoda fototoksyczności UVA-PUVA. Metody te są skomplikowane i dają zróżnicowane a niekiedy wręcz sprzeczne wyniki. W związku z tymi nieścisłościami na opakowaniu kosmetyku promieniochronnego nie podaje się konkretnego współczynnika ochrony przed UVA a jedynie zaznacza obecność szerokopasmowego protektora. Dodatkowo Komisja Europejska zaleca aby faktor ochrony przed UVA wynosił co najmniej 1/3 ochrony przed UVB. W 2006 roku Komisja Europejska rozpoczęła kampanię mającą na celu poprawę ochrony przeciwsłonecznej. Częścią tej kampanii są postanowienia z 22 września dotyczące sposobu oznakowania skuteczności produktów promieniochronnych. Decyzją Unii Europejskiej maksymalny wskaźnik fotoprotekcji wynosi 50. Wszystkie większe wskaźniki nie są obiektywne i dlatego określa się je jako 50+. Na opakowaniu nie może znaleźć się również informacja „sunblocker” sugerująca stuprocentową ochronę. Nie zaleca się także łączenia substancji promieniochronnych ze środkami przeciwzapalnymi, ponieważ prowadzi to do zmniejszenia rumienia i stwarza okazję do dłuższej ekspozycji.

sea-sunny-beach-holiday

Prawidłowa aplikacja kosmetyku

Wartość ochrony gotowego produktu zawierającego środki promieniochronne nie jest uzależniona jedynie od rodzaju użytego filtra, jego stężenia czy formuły preparatu. Gdyby tak było mielibyśmy 50% ochronę przed UV już przy wysokości faktora 2, 96,7% przy faktorze 30 i 98% dla współczynnika fotoprotekcji równego 50. Jednak prawdziwy stopień ochrony mieści się w granicach 20-50% sugerowanego co wiąże się z nieprawidłową aplikacją gotowego produktu. Fotoprotekcja na poziomie deklarowanym przez producenta jest osiągalna dla konsumenta przy nałożeniu gotowego kosmetyku na skórę w ilości aplikowanej podczas badań (1,5-2 mg/cm2) na około 20 minut przed ekspozycją na słońce oraz kilkukrotnym powtórnym nakładaniu preparatu w ciągu dnia. Warto również pamiętać, że wyznaczone wartości filtrów nie są równoznaczne z jednakowym czasem „bezpiecznej” ekspozycji na promieniowanie u każdego z konsumentów. Dotyczy to różnic w naturalnych mechanizmach fotoprotekcji organizmu. Dlatego podstawą jest uznanie kosmetyków promieniochronnych jako preparatów przeznaczonych do ochrony przed niekorzystnym wpływem słońca w czasie przymusowego wystawienia na nie a nie jako produktu przeznaczonego do „bezpiecznego” opalania.

Toksyczne działanie filtrów?

Zgodnie z obecnie panującym trendem poszukiwania szkodliwego działania wielu substancji stosowanych powszechnie w kosmetyce również filtry znalazły się na czarnej liście wielu naukowców. Jako jedno z takich działań podaje się możliwość hamowania przez filtry produkcji w organizmie witaminy D. Zjawisko takie teoretycznie jest prawdopodobne, ale przy zachowaniu restrykcyjnych zasad dotyczących ich prawidłowego stosowania, co nie jest realne z punktu widzenia konsumenta. Dodatkowo dawka promieniowania potrzebna do stymulacji produkcji witaminy D jest bardzo mała a częste przebywanie na słońcu ludzi stosujących te preparaty zaprzeczają stanowisku głoszącemu niekorzystny wpływ filtrów na ilość produkowanej witaminy.

Dokonując więc wyboru czy stosować kosmetyki promieniochronne czy pozostawić skórę bez protekcji warto pamiętać, że toksyczne działanie filtrów na organizm ludzki jest jedynie w fazie domysłów i spekulacji a szkodliwe działanie promieniowania słonecznego m. in prowadzące do rozwoju nowotworów zostało niejednokrotnie dowiedzione.