Ochrona przeciwsłoneczna

Jednym z rodzajów promieniowania słonecznego jest promieniowanie ultrafioletowe. To właśnie ono jest odpowiedzialne za poparzenia słoneczne i nadmierne rogowacenie naskórka.

Promieniowanie ultrafioletowe dzieli się na promieniowanie UVB o długości fali 280-320 nm i promieniowanie długofalowe UVA (w tym: UVAII krótkie, o długości fali 320-340 nm i UVAI długie, o długości fali 340-400 nm). Widzialnym efektem oddziaływania promieni słonecznych na ciało jest pojawienie się opalenizny. Zabarwienie skóry zależy od typu promieniowania i od ilości pochłoniętej przez skórę energii. Opalenizna powstaje dzięki melaninom produkowanym przez melanocyty zlokalizowane w warstwie podstawnej naskórka. W melanocytach z kolei znajdują się melanosomy, w których następuje synteza melanin. Melanosomy są przekazywane sąsiadującym keratynocytom i za ich pośrednictwem migrują na powierzchnię, „ukazując” efekt opalania.
Efekty działania słońca na skórę zależą także od głębokości penetracji promieniowania, która jest proporcjonalna do długości fali. O ile promieniowaniem o najwyższej energii jest UVB, o tyle UVA ma większą głębokość penetracji do warstw skóry. Przenika aż do środka skóry właściwej, podczas gdy UVB dociera jedynie do granicy skórno-naskórkowej. Dlatego promieniowanie UVB jest odpowiedzialne za poparzenia słoneczne i nadmierne rogowacenie naskórka prowadzące do stanu przednowotworowego zwanego rogowaceniem słonecznym.

Reakcje skórne
Efekty promieniowania na skórę można podzielić na natychmiastowe i opóźnione. Są to reakcje na pochłanianie fotonów.
Reakcje natychmiastowe zależą bezpośrednio od ilości pochłoniętej energii i mają charakter oksydacyjno-redukcyjny, który wywołuje powstawanie wolnych rodników. Przebiegają one przede wszystkim kosztem tłuszczów tworzących lipoproteiny błon komórkowych. Denaturacja błon komórkowych na skutek peroksydacji powoduje uwolnienie mediatorów zapalnych, a rozszerzenie naczyń włosowatych – pojawienie się rumienia i obrzęku. Reakcje natychmiastowe są indukowane przez promieniowanie UVB, które w całości jest pochłaniane przez naskórek.

Reakcje opóźnione dotyczą białek i kwasów nukleinowych. Pojawia się mostkowanie między cząsteczkami białkowymi – sieciowanie kolagenu i zmiany w cząsteczkach elastyny – elastaza słoneczna (podobna do elastazy starczej). Efektem jest przedwczesne starzenie się skóry. Reakcje opóźnione indukowane są przez promieniowanie UVA.

Promieniowanie UVA odpowiada także za reakcje fotouczulające (fototoksyczność) oraz zmiany w strukturze DNA (prowadzące do raka skóry). Ponadto, oba typy promieniowania UV inicjują powstawanie wolnych rodników.

Na ochronę przeciwsłoneczną składa się ochrona naturalna, czyli wszystkie mechanizmy obronne skóry, i ochrona zewnętrzna w postaci zastosowanych preparatów promieniochronnych zawierających filtry słoneczne.

Ochrona naturalna
U osób rasy kaukaskiej pod wpływem promieniowania słonecznego występują dwa typy reakcji barwnikowej: zabarwienie bezpośrednie (natychmiastowe) spowodowane promieniowaniem UVA (tzw. pigmentacja nietrwała) oraz przebarwienie pośrednie lub opóźnione, które pojawia się w ciągu 48 godzin i jest następstwem działania promieniowania UVB. Najczęściej towarzyszy mu rumień. Drugi typ reakcji barwnikowej jest spowodowany pobudzeniem melanocytów oraz wzrostem syntezy melanin i namnażaniem się melanosomów. Poza tym pod wpływem promieniowania słonecznego dochodzi do wprost proporcjonalnego do czasu ekspozycji pogrubienia warstwy rogowej naskórka.

Ochrona zewnętrzna
Filtry promieniochronne możemy podzielić na: filtry fizyczne (ekrany słoneczne) działające na zasadzie odbicia promieniowania z całego zakresu długości fal oraz filtry chemiczne, które działają poprzez pochłanianie części promieniowania. W tej grupie wyróżniamy również związki wychwytujące wolne rodniki, dające aktywną ochronę przeciwsłoneczną.

Filtry fizyczne to duże cząsteczki substancji pochodzenia mineralnego, które nie wnikając w głąb naskórka, tworzą na jego powierzchni warstwę ochronną – barierę dla promieniowania UV. Odbija ona lub rozprasza promieniowanie z całego zakresu długości fal. Są to barwne pigmenty, takie jak tlenek tytanu (dobrze chroni przed UVAII), tlenek cynku (chroni przed UVAI), tlenek żelaza lub ich połączenia, np. z miką. Pigmenty barwnikowe mogą być niewygodne w stosowaniu z powodu wielkości cząstek, poza tym są matowe (oprócz tlenku żelaza), przez co pozostawiają biały podkład na powierzchni skóry. Dlatego też często stosuje się je w połączeniu z filtrami chemicznymi, co pozwala zmniejszyć ich udział procentowy w preparacie. Innym rozwiązaniem są nowoczesne zmikronizowane formy, tzw. „mikronizowane pigmenty”, zdolne do przepuszczania promieniowania o długości fal większych niż 400 nm (zakres widzialny). Dzięki temu nie dają efektu białej „maski”. Zachowują zdolność do odbijania, zyskują dodatkowo właściwość pochłaniania pewnej części pozostałego promieniowania i tworzą w ten sposób transparentne preparaty ochronne przeciwko UVA i UVB. Obecność dużych, niezmikronizowanych cząstek pigmentów barwnikowych jest jednak niezbędna do otrzymania filtrów „całkowicie nieprzepuszczalnych” o tzw. wysokiej ochronie. Dzięki nim nie trzeba zwiększać w nieskończoność stężenia czynników aktywnych. 4 proc. pigmentów w składzie preparatu pozwala uzyskać wystarczającą ochronę. Inne zalety filtrów mineralnych to: dobra tolerancja (nie uczulają, dzięki czemu są wskazane dla alergików), można je stosować jako samodzielne filtry (chronią przed UVA i UVB – pełen zakres fal), są fotostabilne (fotostabilność to zdolność cząsteczki do utrzymania swoich właściwości ochronnych w stanie niezmienionym przez określony czas), gdyż mechanizm ich działania nie wiąże się z kumulacją energii promieniowania i przejściowymi zmianami struktury chemicznej (jak to jest w przypadku filtrów chemicznych).

Filtry chemiczne to z kolei cząsteczki aromatyczne mające grupę karboksylową, która pod wpływem energii pochłoniętego promieniowania ulega izomeryzacji i chwilowym przekształceniom strukturalnym. Filtry te wnikają w wierzchnie warstwy naskórka, pochłaniają część promieni świetlnych i przetwarzają energię promieniowania UV w nieszkodliwą energię cieplną.
O skuteczności filtru chemicznego decydują przede wszystkim kryteria fizykochemiczne – współczynnik absorpcji (odpowiadający pochłanianiu promieniowania przez 1 procentowy roztwór, przy grubości słupa cieczy 1 cm) i spektrum absorpcji. Innym kryterium jest tolerancja i bezpieczeństwo. Wszystkie wpisane na listę dozwolonych substancji kosmetycznych filtry przeszły testy toksykologiczne. Ponadto w żadnym wypadku nie mogą przekraczać bariery skórnej i przedostawać się do krążenia ogólnego. Najstarsze filtry chemiczne, takie jak PABA i jego pochodne, oraz kwas salicylowy i jego pochodne miały zdolność i mogły przechodzić przez warstwę rogową oraz pozostałą część naskórka i zostać wchłonięte w skórze właściwej. Dodatkowo powodowały też reakcje alergiczne.

Do preparatów promieniochronnych, oprócz filtra wprowadzane są dodatkowo związki wychwytujące wolne rodniki. Mają one za zadanie chronić skórę przed działaniem promieni, które nie zostały zaabsorbowane i przyczyniają się do powstania wolnych rodników. Chronią przed skutkami promieniowania UVA, dopełniając w ten sposób działanie produktów zawierających tylko filtr UVB lub preparaty o niższej ochronie przeciwsłonecznej, tzw. „opalające”. Są to witamina E i C, beta-karoten, flawonoidy, wyciągi roślinne (rozmaryn, miłorząb).

Sama natura
Odrębną grupę stanowią filtry pochodzenia naturalnego. Wspomagają one działanie wyżej wymienionych grup filtrów, działają natłuszczająco, łagodząco, stanowią ulgę po ekspozycji na słońce. Należą do nich: flawonoidy wyciągu z rumianku, dziurawca, które działają jako „zmiatacze” wolnych rodników, posiadają także współczynnik absorpcji wynoszący 3; pochodne antracenowe np. 10-procentowy wyciąg z aloesu ma współczynnik absorpcji 300; oleje: z oliwek, kokosowy, sezamowy o współczynnikach absorpcji 0,27-1,95.

Formy galenowe produktów przeciwsłonecznych można podzielić na: bezwodne (sztyfty, oleje), emulsje (o/w, w/o), lipożele, emulsje w aerozolu i produkty wodne.

Parametrem określającym preparat promienioochronny jest „wskaźnik ochrony przeciwsłonecznej” (sun protection factor SPF). Dotyczy on jednak głównie fotoochrony w stosunku do promieni UVB. Oblicza się go według metody COLIPA stworzonej w Europie na wzór amerykańskiej normy FDA. Testy wykonywane są in vivo, na ochotnikach. Na plecach pacjenta umieszcza się komory z otworami 1x1cm, a następnie całą powierzchnię naświetla promieniowaniem z lampy, zamykając kolejne otwory w miarę upływu czasu. 24 godziny po ekspozycji ocenia się powstały rumień. W ten sposób określa się minimalną dawkę rumieniową MED bez ochrony i równolegle z ochroną. SPF to stosunek MED z ochroną do MED bez ochrony przeciwsłonecznej. MED w praktyce odpowiada czasowi potrzebnemu do wywołania rumienia. Wskaźnik SPF jest więc mnożnikiem zwielokrotnienia czasu ochrony skóry w naturalnych warunkach. Wskazuje ile razy można przedłużyć czas bezpiecznego opalania (tzn. opalania bez oparzeń) po zastosowaniu preparatu z filtrem w stosunku do skóry niechronionej. W przypadku całkowitej ochrony, MED zwiększa się do nieskończoności i współczynnik ochrony również, stąd powyżej liczby 30, nie mają one już precyzyjnego znaczenia. Na wzór normy amerykańskiej przyjmuje się, że wszystkie produkty o wskaźniku ochronnym SPF>20 są ultraochronne.

Rodzaje filtrów chemicznych

Filtry chemiczne o szerokim spektrum – ochrona UVA + UVB, np.
• benzofenony (3,4,5 dopuszczone do stosowania w kosmetyce) – pochłaniają UVA i UVB ponieważ mają dwa maksima absorpcji ok 300nm i ok 350nm, łączy się je często z innymi filtrami o wąskim spektrum
• tiazyna – np. Tinosorb S® – pigment rozproszony w oleju
• fenylobenzotriazole – działanie rozciąga się od UVB do widma widzialnego, dobra ochrona przeciwko UVA krótkim np. Mexoryl XL®, Tinosorb M® – pigment rozpuszczalny w tłuszczach i w fazie wodnej (najnowocześniejszy filtr łączący cechy filtra chemicznego i fizycznego, jest zmikronizowanym filtrem chemicznym mającym dodatkową zdolność rozpraszania i odbijania promnieniowania).

Filtry chemiczne o wąskim spektrum – ochrona UVB, np.
• pochodne PABA i kwasu salicylowego – obecnie niestosowane w Europie
• pochodne benzylidenokamfory – fotostabilne, rzadko alergizują – np. Eusolex®

Filtry chemiczne o średnioszerokim spektrum – ochrona UVA
• pochodne dibenzoilometanu – np. Parsol® – zwykle stosowany w połączeniu z filtrami UVB
• pochodne benzylidenokamfory – np. Mexoryl SX®

Klasyfikacja preparatów promienioochronnych według wartości wskaźnika ochrony przeciwsłonecznej:
Ochrona minimalna: SPF 2-4
Ochrona umiarkowana: SPF 4-8
Ochrona ekstra: SPF 8-12
Ochrona maksymalna: SPF 12-20
Ochrona ultra: SPF 20-30