Saules starojums ir nepārtraukts elektromagnētiskais starojums, kas sasniedz Zemes virsmu un sastāv no infrasarkanajiem, redzamajiem un ultravioleto starojumiem. No tiem zils gaismas starojums ir ar visīsāko viļņa garumu un visaugstāko enerģijas līmeni redzamajā spektrā. Pētījumi liecina, ka zils gaismas starojums ir spēcīgāks nekā ultravioleto starojums un nodara ādai tādu pašu kaitējumu kā UV starojums.
LED diodes izstaro gaismu visā redzamajā spektrā. Datoru monitoru, mobilo tālruņu un LCD televizoru plašā izmantošana ir palielinājusi cilvēku pakļautību zilai gaismai. Mobilie tālruņi un klēpjdatori izstaro zilu gaismu viļņu garuma diapazonā no 400 nm līdz 460 nm, un viļņu garums no 400 nm līdz 440 nm izraisa citotoksicitāti fibroblastiem. Tāpēc nedrīkst ignorēt kaitējumu, ko zila gaisma nodara ādai.
Zilā gaisma rada dažādus ādas bojājumus
Fotobojājumi galvenokārt ietekmē ādu, izraisot fotofizikālus, fototermiskus un fotokīmiskus efektus. Zilās gaismas radītie apdraudējumi ietver vasaras raibumu un vecuma plankumu veidošanos, ādas novecošanās paātrināšanos un ādas jutīguma palielināšanos.
Zilā gaisma izraisa apoptozi Kad zilā gaisma iedarbojas uz mitohondrijiem, tā izraisa apoptozi. Mitohondriji ir galvenā vieta, kur notiek oksidatīvais stress un reaktīvo skābekļa savienojumu (ROS) veidošanās šūnās, tādējādi regulējot apoptozi. Mitohondriji absorbē zilo gaismu (410 nm–440 nm) ar elektronu transporta ķēdes palīdzību, izraisot oksidatīvās reakcijas, kas veicina ROS veidošanos.ROS samazina mitohondriju membrānas potenciālu, izraisot mitohondriju caurlaidības pārejas poru (MPTP) atvēršanos. Tas atbrīvo mitohondriju citohromu C (CytC), kas saistās ar apoptozes saistīto proteīnu aktivatoru-1 (Apaf-1), veidojot apoptozes kompleksu Apaf-1-CytC.Citoplazmatiskajā matricā apoptozes komplekss piesaista kaspāzes ģimeni. Kaspāze-9 pakļaujas paššķelšanās un aktivizēšanās procesam, pēc tam aktivizējot kaspāzi-3 un kaspāzi-7, kas izraisa reakciju kaskādi, kas izraisa apoptozi.
Vienlaikus zils gaismas starojums, ko izraisa lipofuscīna A2E fluorescējošā grupa, izraisa šūnu bojājumus.Intracelulārais metabolīts lipofuscīns kalpo kā novecojušu šūnu marķieris. Tā primārā fluorescējošā daļa, N-acetileritritols-N-retinols etanolamīns (A2E), izrāda augstu jutību pret zilo gaismu. Pēc zilas gaismas stimulācijas A2E paātrina reaktīvo skābekļa savienojumu (ROS) ražošanu un aktivizē apoptozes ceļu.Pētījumi liecina, ka A2E galvenokārt lokalizējas lizosomās, nelielā daudzumā izplatās uz mitohondriju membrānām un nav sastopams citos organelos. A2E izraisītais zilās gaismas kaitējums šūnām izpaužas divos atšķirīgos veidos. Pirmkārt, zilās gaismas iedarbība traucē lizosomu transmembrānas elektronu gradientu, izraisot lizosomu enzīmu un ROS izdalīšanos citoplazmā, tādējādi izraisot apoptozi.Otrkārt, A2E uz mitohondriju membrānas izraisa mitohondriju membrānas patoloģijas, izraisot nāvi veicinošo faktoru Apaf un apoptozi izraisošo faktoru (AIF) izdalīšanos, tādējādi uzsākot mitohondriju mediētu apoptozes procesu.Pētījumi par zilās gaismas izraisītu ādas foto novecošanos liecina, ka, tāpat kā ultravioleto starojumu, zila gaisma rada reaktīvās skābekļa formas, kas aktivizē mitogēnu aktivēto proteīnu kināzes (MAPK) signālceļu. Šis ceļš pēc tam aktivizē tālākos transkripcijas faktorus, piemēram, c-Jun N-terminālo kināzi (JNK) unekstracelulāro signālu regulēto kināzi (ERK) un p38, tādējādi aktivizējot transkripcijas faktoru AP-1 un izraisot matricas metaloproteīnāzes (MMP) ekspresiju.No šīm patoloģiski ekspresētajām MMP MMP-1 degradē cilvēka ādā vissvarīgākās I un III tipa kolagēna šķiedras, bet MMP-3 degradē IV tipa kolagēna šķiedras bazālajā membrānā, tādējādi izraisot fotonovecošanās efektus uz ādu. Gan zils gaismas, gan ultravioleto starojumu var uzskatīt par galvenajiem ādas novecošanās cēloņiem. Lai gan ir veikti plaši pētījumi par UVA un UVB starojuma ietekmi uz ādu, pētījumi par zilas gaismas ietekmi ir jāturpina.Salīdzinājumā ar ultravioleto starojumu zilajai gaismai ir garāks viļņa garums, kas ļauj tai labāk iekļūt epidermā un dermā. Tas ļauj tai nodarīt ievērojamus bojājumus epitēlija šūnu mitohondrijiem. Zilā gaisma izstaro intensitāti, kas ir salīdzināma ar pusdienlaika ultravioleto starojumu, viegli izraisot ādas apsārtumu, iekaisumu, sausumu, lobīšanos un saspringumu.Pētījumi apstiprina, ka zils gaismas maina epidermas šūnu struktūru un samazina kolagēna un elastīna ražošanu, izraisot ādas fotonovecošanos. Tāpēc zils gaismas nodarītie bojājumi ādai galvenokārt izriet no reaktīvo skābekļa savienojumu uzkrāšanās, kas izraisa šūnu bojājumus, apoptozi un tādas problēmas kā fotonovecošanās.
Zilā gaisma izraisa ādas pigmentāciju caur Opsin3, kas ir G proteīnu saistīto receptoru superģimenes loceklis, kas atrodams epidermas keratinocītos un melanocītos. Zilā gaisma aktivizē Opsin3, izraisot tirozīnāzes un dopa-dehidrogenāzes izomerāzes intracelulāro ekspresiju, kas veicina melanīna veidošanos un izraisa ādas pigmentāciju.
Pētījumi liecina, ka, lietojot plaša spektra saules aizsargkrēmus, kas bloķē UVB un daļēji UVA starojumu, lielākā daļa šūnu bojājumu var rasties no saules gaismas zilas gaismas un atlikušā UVA starojuma; saules aizsargkrēmi, kas bloķē tikai UVA starojumu, var tikai daļēji samazināt brīvo radikāļu veidošanos cilvēka ādā. Tādējādi zila gaisma arī ievērojami veicina brīvo radikāļu uzkrāšanos organismā.
Ierobežota aizsardzība pret zilo gaismu no saules aizsargkrēmiem
2015. gada izdevumā „Cosmetic Safety Technical Specifications” (Kosmētikas drošības tehniskās specifikācijas) saules aizsargkrēmi ir definēti kā vielas, kas iekļautas kosmētikas līdzekļos, lai aizsargātu ādu no konkrētiem ultravioleto staru radītiem bojājumiem vai lai aizsargātu pašu produktu, izmantojot gaismas absorbciju, atstarojumu vai izkliedi. Šajā specifikācijā ir uzskaitīti 27 atļauti kosmētikas saules aizsargkrēmi, kas galvenokārt iedalīti neorganiskajos un organiskajos.
Neorganiskie saules aizsarglīdzekļi galvenokārt aizsargā pret UV starojumu, absorbējot un izkliedējot gaismu. Titāna dioksīds un cinka oksīds, abiem ar nanomēroga daļiņu izmēriem, pašlaik ir visbiežāk sastopamie neorganiskie saules aizsarglīdzekļi saules aizsardzības kosmētikā, kas darbojas, absorbējot UV starus.Gan titāna dioksīds, gan cinka oksīds ir pusvadītāju materiāli. To bandgaps (enerģijas starpība starp zemāko enerģijas līmeni vadības joslā un augstāko enerģijas līmeni valences joslā) ir attiecīgi 3,06 eV (rutilveida, R-tips) un 3,23 eV, kas atbilst absorbcijas viļņu garumiem 405 nm un 385 nm. Tādējādi tie var efektīvi absorbēt ultravioleto gaismu tikai viļņu garuma diapazonā no 100 nm līdz 400 nm.
Lielāki daļiņu izmēri saules aizsargkrēmos uzlabo izkliedi, bet samazina absorbciju; mazākas daļiņas vājinā izkliedi, vienlaikus pastiprinot absorbciju. Ja daļiņu izmērs ir pietiekami mazs, gaismas izkliede kļūst niecīga, nodrošinot augstu caurlaidību. Tādējādi nanoizmēra neorganiskie saules aizsargkrēmi efektīvi bloķē ultravioleto starojumu, bet nevar aizsargāt no zilas gaismas.
Organiskie saules aizsarglīdzekļi satur aromātiskas vai hromoforu struktūras savās molekulās. Tie absorbē fotonus caur slēgtām konjugētām sistēmām, atbrīvojot enerģiju caur rezonanses kvantu pāreju vai fluorescenci/fosforescenci. Vienlaikus enolizācijas process liek molekulai patērēt enerģiju, radot enerģijas ciklu, kurā augstas enerģijas stāvokļi pāriet uz zemākas enerģijas stāvokļiem, tādējādi nodrošinot UV aizsardzību.Pētījumi liecina, ka parasti izmantotie UV absorbenti absorbē tikai ultravioleto spektru un neabsorbē redzamo gaismu. Tāpēc organiskie saules aizsarglīdzekļi nenodrošina aizsardzību pret zilo gaismu.
Saules aizsargkrēmi, kas paredzēti tikai UV aizsardzībai, nav pietiekami, lai pasargātu ķermeni no fotohimiskajiem bojājumiem, ko izraisa zils gaismas spektrs. Pēdējos gados starptautiskajā tirgū ir parādījušies kosmētikas līdzekļi, kas apgalvo, ka aizsargā ādu no zila gaismas spektra kaitīgās ietekmes. Lielākā daļa šo produktu ir balstīti uz antioksidantu principiem. Lai gan tie var zināmā mērā mazināt zila gaismas spektra kaitīgo ietekmi uz ādu, esošie eksperimenti liecina, ka antioksidanti vieni paši nevar nodrošināt ideālu aizsardzību pret zila gaismas spektru.
Ir būtiski izpētīt mehānismus, ar kādiem zils gaismas kaitē ādai. Šis pētījums ne tikai sniedz teorētisku atbalstu zils gaismas aizsargājošas kosmētikas izstrādei, bet arī identificē mērķus precīzai ādas kopšanai. Zils gaismas aizsargājošas kosmētikas joma ir ļoti perspektīva turpmākai attīstībai.