Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Как ультрафиолет запускает фотолиз прямо в вашей коже

image

На КДПВ водитель-дальнобойщик, который 28 лет водил фуры по просторам США. Стекло было закрыто, кондиционер работал. Вот только ультрафиолет UVA-спектра прекрасно проникает сквозь него и вызывает повреждения кожи и фотостарение. Научную публикацию по его случаю можно посмотреть тут. Ультрафиолет запускает кучу неприятных реакций в организме и рвёт на куски ДНК. Это явление называется фотолизом.

Загар штука симпатичная, но он всегда патология и способ защититься от повреждения. Вот раньше была отличная, на мой взгляд, мода на бледность и зонтики от солнца. Сейчас же все старательно загорают на пляже и в солярии. Поэтому, если вы не хотите выглядеть в 30 лет как пожилой крестьянин с рисовых полей, надо обязательно защищать кожу специальными SPF-составами. Sun Protection Factor на этикетке показывает, насколько долго вы можете пробыть на солнце с этим средством. Например, если SPF 50+, а вы выгораете до состояния томата через десять минут, то с ним вы сможете продержаться 10 * 50 минут, то есть почти восемь часов.

Несмотря на то, что наша лаборатория давно занимается разработками средств по уходу за кожей, нам было интересно поработать с отражающими наночастицами при создании SPF-средства. Сейчас расскажу про них подробнее. А ещё про лысых мышей, на которых всё это испытывают.

Ура, карантин снимают


Вроде как официальные рейтинги начали выглядеть совсем красиво, а карантин временные ограничения повсеместно снимают. Все радостные, синевато-белые, срочно бегут на море. Мои друзья из Краснодара рассказывали про пробки посреди ночи, когда разрешили покидать территорию города.

Но если жители Краснодарского края за много лет выучили правила выживания в южном климате, то гости из северных регионов традиционно страдают. Классическая картина пунцово-малиновые тела равномерной прожарки, лежащие в полдень на пляже. Отпуск короткий, загореть надо по максимуму. Заканчивается всё потом попытками намазаться странными субстанциями вроде сметаны, кефира или ещё какого-то кумыса. А ещё линькой в стиле сетчатого питона спустя несколько дней.

Особенности ультрафиолета


В чём же коварство ультрафиолетового излучения? Давайте возьмём двух людей и начнём аккуратно прожаривать их излучением на разной длине волны.

На первого человека направим мощный инфракрасный прожектор. Сначала ему станет тепло, а потом он начнёт ругаться и пытаться уйти, потому что жжётся. Инфракрасное излучение регистрируется нашими рецепторами сразу же и имеет быстро проявляющиеся эффекты. Видели людей, которые просидели долгое время в сухой сауне? Вот примерно такая же эритема (покраснение) будет при воздействии инфракрасных лучей. Быстро возникает и быстро проходит в течение 3060 минут. Если жарить долго и регулярно, что характерно, например, для дачников, то на коже будет появляться некрасивая бурая пигментация пятнистого вида.

На второго человека направим ультрафиолетовый источник. Если его мощность будет не слишком велика, то в лучшем случае он ощутит лёгкое покалывание и раздражение. Это часто бывает в маломощных соляриях. Эритемы нет, видимых изменений нет. Вроде всё хорошо. Самое неприятное начинается спустя 612 часов, когда кожа в ответ на скрытое повреждение начинает выбрасывать медиатор воспаления гистамин. Появляется довольно болезненная ультрафиолетовая эритема. Кожа при этом красная, отёчная и болезненная в течение трёх-пяти дней. Затем она бледнеет и либо просто темнеет за счёт синтеза меланина меланоцитами, либо начинает шелушиться и отслаиваться в результате значительного повреждения.

Чуть-чуть физики и фотохимии


Фотоны с длиной волны в районе ультрафиолета уже несут достаточное количество энергии, чтобы инициировать химические реакции. Собственно, именно поэтому они относятся к ионизирующему излучению. Чем короче длина волны, тем больше энергии несёт фотон, в полном соответствии с формулой E = hv.

Механизм травмы связан с образованием свободных радикалов и активацией фотонами химических реакций. Такой фотон, прилетая в биологическую жидкость, поглощается и генерирует молекулу перекиси водорода или свободные радикалы.

image
Ультрафиолетовый мутагенез

А ещё фотон может прицельно попасть в ценную белковую молекулу или нить ДНК, вызвав их повреждение. Если очень не повезёт, можно получить одну из разновидностей рака кожи, например, меланому.

В принципе, для нашего организма внезапное образование перекиси водорода и свободных радикалов привычная проблема. Для этого у нас существует куча защитных механизмов вроде фермента со сложным названием супероксиддисмутаза. А ещё витамины-антиоксиданты вроде токоферола и аскорбиновой кислоты, которые принимают на себя удар и защищают мембраны. Сложности начинаются тогда, когда мощность излучения превышает защитные возможности организма.

Дозы, не вызывающие видимого повреждения, называют субэритемными, то есть не провоцирующими покраснения. В идеальном варианте вы не должны покраснеть после посещения пляжа. Тогда можно говорить о полезных эффектах ультрафиолета вроде синтеза витамина D и иммуностимулирующем эффекте.

Есть несколько вариантов классификации участков спектра в ультрафиолетовой зоне. Если не брать в расчёт экстремальный ультрафиолет (EUV), то актуальными для нас являются три диапазона:

  1. UVA. Длина волны 400315 нм. Самая мягкая часть ультрафиолета. Энергия минимальная, проходит атмосферу без проблем.
  2. UVB. Длина волны 315280 нм. По большей части поглощается озоновым слоем атмосферы и до поверхности почти не долетает.
  3. UVC. Длина волны 280100 нм. Жёсткий ультрафиолет, полностью поглощается атмосферой. Встречается только в искусственных источниках вроде кварцевых ламп.

UVC, очень жёсткий, на улице не встречается. Используется для убивания микробиологической живности в лабораториях, больницах и других помещениях. Ожоги вызывает сильные, но поверхностные, так как почти полностью поглощается эпидермисом и не проникает вглубь. У коллеги в практике был случай, когда пациент в больнице ночью пошёл в туалет и нашёл замечательный синий ночник. Решил, что это довольно удобно, и оставил его включенным. Утром всех быстро отправили в ожоговое отделение. Всё что торчало из-под одеяла было ярко-красного цвета. Всё обошлось, но с тех пор кнопку включения закрыли дополнительной крышкой от особо любознательных.

С точки зрения повседневного повреждения кожи нас больше интересует диапазон UVA и UVB. UVB сразу просто и понятно сделает вас пунцовым томатом. До росткового слоя базальноклеточного доходит примерно 15 % излучения. UVA мягкий, эритему почти не вызывает. Но он коварен тем, что неплохо проходит сквозь оконное стекло и проникает вглубь кожи. До 68 % излучения проходит ростковый слой и поглощается дермой.

Именно поэтому UVB нас интересует с точки зрения острых повреждений кожи, а UVA хронических, ведущих к повреждению фибробластов и ростковой зоны кожи. Результат такого воздействия преждевременное фотостарение. Это очень хорошо заметно при взгляде на кожу людей, работающих большую часть времени на открытом воздухе.

Защищаем кожу




Thomas Leveritt, английский художник, смог наглядно продемонстрировать, что происходит с нами из-за ультрафиолетовых лучей. Он использовал крайне дорогие объективы, прозрачные для ультрафиолета, и специальную камеру. На видео очень хорошо видна разница в структуре кожи детей и взрослых, чья кожа несёт следы многочисленных микроповреждений от солнечного излучения.

image
Лысая мыша породы Skh:HR-1. Тоже надо мазать кремом от загара

У нас есть несколько стратегий защиты. Мы можем отразить ультрафиолет, можем поглотить его и дополнительно защитить кожу антиоксидантами. Голая мышь классический модельный механизм для тестирования подобных систем защиты. Скажем, одно из исследований показало, что альфа-токоферол и аскорбиновая кислота снижали риски патологических изменений кожи и образования опухолей у мышей.

Мы провели кучу исследований, после которых наша команда опытных химиков смогла подготовить оптимальную защитную формулу. В результате получился препарат Mультипротектор SPF50+ oil free. Сейчас расскажу, что мы туда добавили и зачем там столько компонентов одновременно.

Первый компонент наночастицы диоксида титана. Они белые. Нет, даже не так, они очень белые. Собственно, если будете покупать краску для потолка, не берите с оксидом цинка она сероватая. Самые белые краски с диоксидом титана. Ультрафиолет он тоже отлично отражает и рассеивает. Заодно с ним не так жарко, так как видимое и инфракрасное излучение он тоже отражает. К сожалению, мало кто захочет выглядеть как мим с белоснежным лицом. Поэтому его количество в составе строго лимитировано.

image
Пример поглощения ультрафиолета защитным кремом

Дальше идут компоненты, которые поглощают ультрафиолет, не позволяя ему достигнуть кожи. Здесь уже мы подобрали сложную композицию, которую редко используют в дешёвых защитных кремах:

  1. Этилгексил метоксициннамат: органический UVB-фильтр с высоким профилем безопасности, не вызывающий образование комедонов.
  2. Гомосалат: безопасный УФ-фильтр, поглощающий UVB-лучи.
  3. Диэтиламино гидроксибензоил гексил бензоат: фотостабильный фильтр, поглощающий UVA-лучи и обеспечивающий эффективную защиту от свободных радикалов и фотостарения.
  4. Tinosorb M: фотостабильный УФ-фильтр в виде органических мелкодисперсных частиц, обеспечивающий эффективную защиту от широкого спектра ультрафиолетовых лучей. Данный фильтр охватывает значительную часть диапазона излучения от длинноволнового ультрафиолета UVA и средневолнового UVB, которые вызывают пигментацию и солнечные ожоги, до видимого света (HEV).
  5. Этилгексил триазон: фотостабильный UVB-фильтр.

Зачем столько компонентов? Проблема в том, что вы не можете просто взять и плеснуть побольше какого-то вещества. Может возникнуть побочный эффект в виде раздражения или образования комедонов. При правильно подобранной формуле вы получите одновременно широкое перекрытие всего спектра и отсутствие негативного эффекта компонентов.

А ещё мы добавили в состав фукогель. Это интересная биосахаридная смола. Мы используем её, чтобы кормить добрых бактерий и для глубокого увлажнения кожи. В итоге получаем нормальную здоровую микрофлору и восстановление защитных барьеров кожи.

Пора на море


Море это отлично. Просто помните, что загар в принципе попытка организма защититься. Он красивый, но с точки зрения здоровья быть белым полезнее. Тем более, что тот же витамин D можно спокойно получать в виде капсул, а не жуткого рыбьего жира в бутылке.

Если уж планируете загорать, то всегда ограничивайте время на пляже. Старайтесь не появляться на солнце с 10 до 16, чтобы не подвергать кожу лишней опасности. Субэритемные дозы, когда кожа не покраснела, лучший вариант. Такой загар может быть менее интенсивным, но продержится дольше. Как придёте домой вымойтесь в душе, чтобы не оставлять защитный крем. После этого нанесите что-нибудь из увлажняющих составов. Можно наш Гель увлажняющий +. Он относительно недорогой и тоже с фукогелем для микрофлоры.

Если чувствуете, что конец ваш близок, а кожа имеет нежный багровый оттенок, то я бы не советовала мазать сметану или тем более подсолнечное масло. При ожогах любые жиры противопоказаны. Лучше холодные компрессы и гидрофильные гели с лёгкими текстурами. Если найдёте что-то вроде нашего Интенсив-регенерация, будет совсем идеально. Но бюджетным его уже не назовёшь производство сложное и требует дорогих и особо чистых компонентов.
Источник: habr.com
К списку статей
Опубликовано: 07.07.2020 14:13:48
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Блог компании гельтек-медика

Биотехнологии

Здоровье

Ультрафиолет

Spf

Фотолиз

Химия

Кожа

Уф

Категории

Последние комментарии

© 2006-2020, personeltest.ru