Filtry UV – co warto wiedzieć na ten temat?

Promieniowanie UV i jego wpływ na skórę człowieka

REKLAMA

Promieniowanie ultrafioletowe jest podzielone na trzy zakresy: UVA (fale o długości 320 – 400 nm), UVB (290 – 320 nm) oraz UVC (200 – 290 nm). Wyróżniamy też promieniowanie UVA-I (340 – 400 nm) oraz UVA-II (320 – 340 nm). Światło słoneczne, które dociera do powierzchni ziemi, składa się z ok. 95% UVA oraz 5% UVB. Promieniowanie UVB jest silniejsze latem niż zimą, w południe niż rano czy późnym popołudniem, na większych wysokościach oraz bliżej równika.

REKLAMA

Skóra jest najbardziej narażoną na działanie promieni słonecznych częścią ciała człowieka. Pierwszą oznaką nadmiernej ekspozycji jest powstanie tzw. „oparzenia słonecznego”, czyli rumienia, spowodowanego rozszerzeniem naczyń krwionośnych i zwiększeniem ilości krwi w skórze właściwej. Za to działanie odpowiedzialne jest głównie promieniowanie UVB [1].

Ekspozycja na światło słoneczne powoduje wystąpienie ochronnej odpowiedzi skóry, czyli popularnej opalenizny, która może być natychmiastowa (ang. immediate tanning) lub opóźniona (ang. delayed tanning). Ta pierwsza jest skutkiem utleniania melaniny obecnej w melanocytach (komórki pigmentowe w warstwie podstawnej naskórka) po ekspozycji na fale z zakresu UVA, powstaje w przeciągu kilku minut i zwykle znika po 1–2 godzinach. Promieniowanie UVB stymuluje syntezę nowych cząsteczek melaniny, które następnie ulegają utlenieniu. Proces ten trwa około 2–3 dni, po tym czasie opalenizna staje się widoczna, i utrzymuje się przez kilka tygodni. Zgodnie z ostatnimi doniesieniami naukowymi, pojawienie się opalenizny świadczy o tym, że doszło do uszkodzenia DNA w skórze [1].

Promieniowanie UV wpływa również na wygląd skóry – nadmierna, chroniczna ekspozycja na światło słoneczne prowadzi do uszkodzenia włókien kolagenu i elastyny, co sprawia, że skóra staje się sucha i szorstka, pojawiają się przebarwienia, a zmarszczki stają się głębsze i bardziej widoczne [2]. Przyczyną tego są powstające pod wpływem promieniowania UV reaktywne formy tlenu (ang. reactive oxygen species, ROS), potocznie nazywane wolnymi rodnikami, które uszkadzają antyoksydacyjne systemy ochronne skóry [1]. Wykazano, że ROS reagują z lipidami i aminokwasami wchodzącymi w skład błony komórkowej, co prowadzi do uwolnienia kwasu arachidonowego i w konsekwencji aktywacji genów odpowiedzialnych za odpowiedź na promieniowanie UV [3].

Nadmierna ekspozycja na światło słoneczne zwiększa ryzyko wystąpienia nowotworów: raka podstawnokomórkowego skóry (ang. basal cell carcinoma, BCC), raka kolczystokomórkowego skóry (ang. squamous cell carcinoma, SCC), jak również najgroźniejszego – czerniaka (ang. melanoma) [1].

Fototypy skóry

W 1975 roku Thomas B. Fitzpatrick opracował klasyfikację rodzajów skóry pod względem wrażliwości na światło słoneczne. System ten, obowiązujący do dziś, jest oparty na informacjach uzyskanych od pacjenta na temat reakcji skóry na promieniowanie UV w przeszłości. Rodzaje fototypów przedstawia tabela 1.

Minimalna dawka rumieniowa (ang. minimal erythema dose, MED), czyli najmniejsza ilość promieniowania UV, która wywoła minimalny rumień skóry lub jej różowawe zabarwienie, zależy od wielu różnych czynników, takich jak fototyp skóry, grubość skóry, ilość melaniny w naskórku, produkcja melaniny po ekspozycji na światło słoneczne oraz intensywność promieniowania [1].

W celu oszacowania ryzyka narażenia na promieniowanie UV, opracowany został tzw. indeks UV (ang. UV Index, UVI), który opisuje poziom słonecznego promieniowania UV na powierzchni Ziemi. Zgodnie z wytycznymi Światowej Organizacji Zdrowia (ang. World Health Organization, WHO), gdy UVI wynosi 1 – 2, można bezpiecznie przebywać na zewnątrz bez żadnej ochrony, natomiast gdy wartości UVI zawierają się w przedziale 3 – 7, należy przebywać w cieniu w godzinach południowych, unikać ekspozycji dużych partii ciała na słońce (założyć ubranie), chronić głowę i oczy (nakrycia głowy, okulary przeciwsłoneczne) oraz używać kremów z filtrami UV. Gdy indeks UV wynosi 9 – 11, zalecane jest unikanie przebywania na zewnątrz w godzinach południowych oraz obowiązkowe noszenie nakrycia głowy, okularów przeciwsłonecznych, ubrania oraz używanie kremów z filtrem [5]. Wartości indeksu UV dla regionu Polski można sprawdzać na bieżąco m.in. na stronie internetowej Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.

Rodzaje filtrów UV

Zgodnie z rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1223/2009 z dnia 30 listopada 2009 roku, dotyczącym produktów kosmetycznych, substancja promieniochronna, czyli filtr UV, to „substancja przeznaczona wyłącznie lub głównie do ochrony skóry przed niektórymi rodzajami promieniowania ultrafioletowego przez pochłanianie, odbijanie lub rozpraszanie tego promieniowania”. Rozporządzenie precyzuje również, które substancje i w jakim stężeniu mogą być stosowane w kosmetykach (załącznik VI – Wykaz substancji promieniochronnych dozwolonych w produktach kosmetycznych) [6]. Wyróżniamy filtry fizyczne, które działają na zasadzie odbicia promieniowania, niezależnie od jego zakresu oraz filtry chemiczne, które pochłaniają promieniowanie o danej długości fali. Substancje promieniochronne zaliczane do filtrów fizycznych to zwykle związki pochodzenia mineralnego, które nie wnikają w skórę, lecz tworzą na jej powierzchni warstwę barierową dla promieniowania UV. Tego typu filtry UV najczęściej występują w produktach przeznaczonych do ochrony przed słońcem niemowląt i małych dzieci, jak również osób ze skórą wrażliwą i skłonną do alergii. Filtry chemiczne mają różny zakres działania – mogą chronić tylko przed promieniowaniem UVB (wąskie spektrum działania) lub tylko przed UVA (średnio szerokie spektrum działania), ale są również związki, które chronią zarówno przed promieniami UVA, jak i UVB (szerokie spektrum działania) [2].

Poniżej krótko omówiono niektóre związki o działaniu promieniochronnym, najczęściej stosowane w produktach kosmetycznych.

• Tlenek tytanu (IV) (INCI: Titanium dioxide) – substancja nieorganiczna, zaliczana do grupy filtrów fizycznych. Jest efektywną, fotostabilną substancją promieniochronną o praktycznie znikomym potencjale drażniącym czy alergizującym. Zostawia na skórze białe ślady, dlatego obecnie coraz częściej stosowany jest w postaci mikronizowanej lub nanocząstek. Nie do końca wyjaśnione jest zagadnienie przenikania tlenku tytanu w postaci nanocząstek do skóry, jednak nie wydaje się, aby miało to miejsce [7]. Wykorzystuje się również modyfikowane cząstki tlenku tytanu, na przykład w otoczce z wosku Carnauba, co pozwala na uzyskanie większej ochrony przed słońcem [8]. Może być stosowany w produktach kosmetycznych w stężeniu do 25% [6].
• Oktylowy ester kwasu cynamonowego (INCI: Ethylhexyl Methoxycinnamate) – przypuszczalnie najbardziej rozpowszechniony filtr UV na świecie, pomimo faktu, że zapewnia ochronę tylko w zakresie UVB. Jego potencjał drażniący jest znikomy [7], natomiast z uwagi na jego powszechne wykorzystanie rośnie liczba alergii przez niego wywołanych [2]. Po ekspozycji na światło słoneczne ulega degradacji do produktów o mniejszej aktywności promieniochronnej [7]. Maksymalne stężenie w produkcie kosmetycznym wynosi 10% [6].
• Benzofenony (INCI: Benzophenone-3, Benzophenone-4, Benzophenone-5) – absorbują promieniowanie w zakresie UVB oraz UVA (do ok. 360 nm). Najbardziej popularnym związkiem jest 2-hydroksy-4-metoksybenzofenon (oksybenzon, benzofenon-3), który jednak ma największy potencjał alergizujący. Udowodniono ponadto, że przenika przez skórę, ale nie stanowi zagrożenia pod względem toksykologicznym [7]. Jego stosowanie w produktach kosmetycznych jest dopuszczone w stężeniu do 10%, podczas kiedy benzofenon-4 oraz benzofenon-5 mogą być stosowane w stężeniu do 5% (w przeliczeniu na kwas) [6].
• Trisiloksan drometrizolu (INCI: Drometrizole Trisiloxane) – jest pierwszym fotostabilnym filtrem o szerokim spektrum ochrony (zarówno UVA, jak i UVB). W skład cząsteczki tego związku wchodzi łańcuch siloksanowy, który jest rozpuszczalny w tłuszczach, oraz 12-hydroksyfenylobenzotriazol, który absorbuje promieniowanie. Jego potencjał alergizujący wydaje się być znikomy [7]. Może być stosowany w produktach kosmetycznych w stężeniu do 15% [6].
• Pochodna tetrametylobutylofenolu (INCI: Methylene Bis-Benzotriazolyl Tetramethylbutylphenol) – pierwszy filtr UV, który łączy w sobie cechy filtru chemicznego i fizycznego, a mianowicie absorbuje, odbija i rozprasza promieniowanie UV. Ma postać bezbarwnych mikrocząstek, które mogą być dyspergowane w fazie wodnej emulsji o działaniu promieniochronnym. Substancja ta jest bardzo fotostabilna, a z uwagi na duże rozmiary jej cząsteczki stopień jej przenikania przez skórę jest niewielki [7]. Może być stosowana w produktach kosmetycznych w stężeniu do 10% [6].
• Pochodna dibenzoilometanu (INCI: Butyl Methoxydibenzoylmethane) – bardzo efektywny filtr UV w zakresie UVA. Jego wadą jest mała stabilność, dlatego zwykle występuje w połączeniu z innymi substancjami promieniochronnymi, które obniżają stopień jego fotodegradacji. Przenika przez skórę w niewielkim stopniu (mniej niż 1% ilości aplikowanej na skórę). Może wywołać fotoalergię, jednak w mniejszym stopniu niż inne substancje promieniochronne [7]. Jego maksymalne stężenie w produktach kosmetycznych wynosi 5% [6].
• Pochodna triazyny (INCI: Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenyl Triazine) – rozpuszczalna w tłuszczach substancja o szerokim spektrum działania promieniochronnego. Jest fotostabilna, zwiększa również stabilność innych filtrów (np. oktylowego estru kwasu cynamonowego) [7]. Może być stosowana w produktach kosmetycznych w stężeniu do 10% [6].

SPF – definicja i metody badania

Wskaźnik ochrony przeciwsłonecznej (ang. Sun Protection Factor, SPF) służy do oceny stopnia ochrony, jaką zapewnia dany preparat. Jest to parametr międzynarodowy, definiowany jako stosunek MED, powodującej rumień na skórze chronionej danym preparatem, do MED, która wywołuje rumień na skórze niechronionej. Przykładowo, SPF 15 oznacza, że dawka promieniowania wywołująca rumień po zastosowaniu preparatu ochronnego może być piętnastokrotnie silniejsza niż dawka wywołująca rumień na skórze, która nie była chroniona. Warto zwrócić uwagę na fakt, że zależność między wartością SPF a ilością odbijanego lub pochłanianego promieniowania nie jest wprost proporcjonalna, co oznacza, że żaden preparat nie zapewni 100% ochrony przed światłem słonecznym. Maksymalny współczynnik, który może być deklarowany na produktach kosmetycznych, wynosi 50+ [9].

Wysokość SPF jest określana na podstawie badania zgodnie z obowiązującą w Europie normą EN ISO 24444:2010 “Cosmetics – Sun protection test methods – In vivo determination of the sun protection factor (SPF)”, rekomendowaną przez europejską organizację Cosmetics Europe (ang. European Cosmetic, Toiletry and Perfumery Association, dawniej COLIPA). Na skórę pleców aplikuje się analizowany preparat, następnie naświetla się to miejsce promieniowaniem UVB (emitowanym przez lampę ksenonową) i określa się czas, po którym dochodzi do wystąpienia rumienia na skórze chronionej i pozbawionej ochrony [2, 9]. W opinii Cosmetics Europe żadna z obecnie dostępnych metod w warunkach in vitro nie zapewnia wiarygodnych wyników, dlatego też nie powinny być one stosowane w celach marketingowych, aby informować konsumentów o wartości SPF danego produktu [10].

Podsumowanie

Promieniowanie słoneczne posiada wiele zalet, ale należy z niego korzystać rozsądnie i z umiarem. Warto pamiętać, że podstawową ochroną przed nadmierną ekspozycją na promienie UV jest ubranie, nakrycie głowy oraz okulary przeciwsłoneczne, przy czym ciemne kolory zapewniają bardziej skuteczną ochronę [1, 8]. Niemowlęta poniżej 6 miesiąca życia nie powinny być narażane na ekspozycję na bezpośrednie światło słoneczne. Warto też pamiętać, że przebywanie w cieniu nie zapewnia wystarczającej ochrony, ponieważ promieniowanie ulega odbiciu i rozproszeniu [1]. Podczas stosowania preparatów kosmetycznych zawierających substancje promieniochronne należy pamiętać, aby nałożyć na skórę odpowiednią dawkę produktu (ok. 30 ml jest potrzebne, aby zabezpieczyć powierzchnię całego ciała dorosłego człowieka) i powtarzać aplikację co 2–3 godziny [9].

Promieniowanie UV może powodować reakcje skórne o podłożu fototoksycznym czy fotoalergicznym. Osoby stosujące preparaty, które mogą wywołać fotodermatozy egzogenne, powinny unikać światła słonecznego oraz lamp emitujących fale z zakresu UVA. Gdy nie można uniknąć ekspozycji na słońce, należy założyć ubranie chroniące skórę całego ciała i używać produktów z wysoką fotoprotekcją [1].

dr n. farm. Maria Żebrowska

mgr farm. Weronika Krzynówek

Piśmiennictwo:

1. Balk S. J.: „Technical report – ultraviolet radiation: a hazard to children and adolescents” Pediatrics, 2011, 127, 791–817
2. Stanisz B.: „Ochrona skóry przed negatywnymi skutkami promieniowania UV” Farmacja Polska, 2009, 65, 363–368
3. Matsumura Y., Ananthaswamy H. N.: „Toxic effects of ultraviolet radiation on the skin” Toxicology and Applied Pharmacology, 2004, 195, 298–308
4. Astner S., Anderson R. R.: „Skin phototypes 2003” Journal of Investigative Dermatology, 2004, 122, XXX–XXXI
5. http://www.who.int
6. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/
7. Antoniou C., Kosmadaki M. G., Stratigos A. J., Katsambas A. D.: „Sunscreens – what’s important to know” Journal of European Academy of Dermatology and Venereology, 2008, 22, 1110–1119
8. González S., Fernández-Lorente M., Gilaberte-Calzada Y.: „The latest on skin photoprotection” Clinics in Dermatology, 2008, 26, 614–626
9. Bojarowicz H., Bartnikowska N.: „Kosmetyki ochrony przeciwsłonecznej. Część II. Wybór optymalnego preparatu” Problemy Higieny i Epidemiologii, 2014, 95, 602–608
10. https://cosmeticseurope.eu