Radiația solară se referă la radiația electromagnetică continuă care ajunge la suprafața Pământului, cuprinzând infraroșu, lumină vizibilă și raze ultraviolete. Dintre acestea, lumina albastră reprezintă lungimea de undă cea mai scurtă și banda de energie cea mai mare din spectrul vizibil. Cercetările indică faptul că lumina albastră are o penetrare mai mare decât razele ultraviolete, provocând leziuni ale pielii comparabile cu expunerea la UV.LED-urile emit lumină pe întregul spectru vizibil. Utilizarea pe scară largă a monitoarelor de computer, a telefoanelor mobile și a televizoarelor LCD a crescut expunerea umană la lumina albastră. Telefoanele mobile și laptopurile emit lumină albastră în intervalul de lungimi de undă de 400 nm până la 460 nm, lungimile de undă între 400 nm și 440 nm demonstrând citotoxicitate față de fibroblaste. În consecință, daunele pe care lumina albastră le provoacă pielii nu trebuie neglijate.
Lumina albastră provoacă multiple forme de deteriorare a pielii
Fotodeteriorarea afectează în primul rând pielea prin efecte fotofizice, fototermice și fotochimice. Riscurile asociate luminii albastre includ apariția pistruilor și a petelor de vârstă, accelerarea îmbătrânirii pielii și creșterea sensibilității pielii.
Lumina albastră induce apoptoza Când lumina albastră acționează asupra mitocondriilor, induce apoptoza. Mitocondriile servesc ca loc principal pentru stresul oxidativ și producția de specii reactive de oxigen (ROS) în celule, reglând astfel apoptoza. Mitocondriile absorb lumina albastră (410 nm-440 nm) prin lanțul de transport al electronilor, declanșând reacții oxidative care induc formarea de ROS.ROS reduce potențialul membranei mitocondriale, provocând deschiderea porilor de tranziție a permeabilității mitocondriale (MPTP). Acest lucru eliberează citocromul C mitocondrial (CytC), care se leagă de activatorul proteic 1 asociat apoptozei (Apaf-1), formând complexul apoptotic Apaf-1-CytC.În matricea citoplasmatică, complexul apoptotic recrutează familia Caspase. Caspase-9 suferă auto-clivaj și activare, activând ulterior Caspase-3 și Caspase-7, inițiind o cascadă de reacții care induc apoptoza.
Concomitent, lumina albastră mediată de grupul fluorescent A2E al lipofuscinei provoacă leziuni celulare.Metabolitul intracelular lipofuscina servește ca marker pentru celulele senescente. Fragmentul său fluorescent primar, N-acetileritritol-N-retinol etanolamina (A2E), prezintă o sensibilitate ridicată la lumina albastră. La stimularea cu lumină albastră, A2E accelerează producția de specii reactive de oxigen (ROS) și activează calea apoptozei.Cercetările indică faptul că A2E este localizat predominant în lizozomi, cu o distribuție minoră pe membranele mitocondriale, și este absent din alte organite. Deteriorarea celulelor mediată de A2E prin lumina albastră se manifestă în două căi distincte. În primul rând, expunerea la lumina albastră perturbă gradientul de electroni transmembranar lizozomal, ducând la eliberarea enzimelor lizozomale și a ROS în citoplasmă, inducând astfel apoptoza.În al doilea rând, A2E de pe membrana mitocondrială induce anomalii ale membranei mitocondriale, determinând eliberarea factorilor care promovează moartea, Apaf și factorul care induce apoptoza (AIF), inițiind astfel procesul apoptotic mediat de mitocondrii.Cercetările privind fotoîmbătrânirea pielii indusă de lumina albastră sugerează că, la fel ca radiațiile ultraviolete, lumina albastră generează specii reactive de oxigen care activează calea de semnalizare a proteinei kinazei activate de mitogen (MAPK). Această cale activează apoi factori de transcripție din aval, cum ar fi c-Jun N-terminal kinase (JNK) șikinaza regulată de semnal extracelular (ERK) și p38, activând astfel factorul de transcripție AP-1 și inducând expresia metaloproteinazei matriciale (MMP).Dintre aceste MMP exprimate anormal, MMP-1 degradează fibrele de colagen de tip I și III cele mai importante din pielea umană, în timp ce MMP-3 degradează fibrele de colagen de tip IV din membrana bazală, inducând astfel efecte de fotoîmbătrânire asupra pielii. Atât lumina albastră, cât și radiațiile ultraviolete sunt cauze principale ale îmbătrânirii pielii. În timp ce există cercetări ample privind efectele radiațiilor UVA și UVB asupra pielii, studiile care investighează impactul luminii albastre necesită progrese suplimentare.În comparație cu radiațiile ultraviolete, lumina albastră are o lungime de undă mai mare, ceea ce îi permite o penetrare mai profundă prin epidermă și derm. Acest lucru îi permite să provoace daune semnificative mitocondriilor din celulele epiteliale. Intensitatea luminii albastre emise se apropie de cea a radiațiilor ultraviolete de la amiază, provocând cu ușurință roșeață, inflamație, uscăciune, descuamare și senzație de piele întinsă.Cercetările confirmă faptul că lumina albastră modifică structura celulelor epidermice și reduce producția de colagen și elastină, ducând la fotoîmbătrânirea pielii. Prin urmare, daunele pe care lumina albastră le provoacă pielii provin în principal din acumularea de specii reactive de oxigen, care provoacă leziuni celulare, apoptoză și probleme precum fotoîmbătrânirea.
Lumina albastră induce pigmentarea pielii prin Opsin3, un membru al superfamiliei receptorilor cuplați la proteina G prezenți în keratinocitele și melanocitele epidermice. Lumina albastră activează Opsin3, declanșând expresia intracelulară a tirozinazei și a dopa-dehidrogenazei izomerazei, care promovează formarea melaninei și duce la pigmentarea pielii.
Cercetările indică faptul că, atunci când se utilizează filtre solare cu spectru larg care blochează UVB și parțial UVA, majoritatea leziunilor celulare pot proveni din lumina albastră a soarelui și din UVA reziduală; filtrele solare care blochează numai UVA pot reduce doar parțial generarea de radicali liberi în pielea umană. Astfel, lumina albastră contribuie în mod semnificativ la acumularea de radicali liberi în organism.
Protecție limitată împotriva luminii albastre oferită de produsele de protecție solară
Ediția din 2015 a Specificațiilor tehnice privind siguranța produselor cosmetice definește produsele de protecție solară ca substanțe adăugate produselor cosmetice pentru a proteja pielea de anumite daune cauzate de radiațiile ultraviolete sau pentru a proteja produsul în sine, utilizând absorbția, reflexia sau dispersia luminii. Această specificație enumeră 27 de produse cosmetice de protecție solară permise, clasificate în principal ca anorganice sau organice.
Produsele de protecție solară anorganice protejează în principal împotriva radiațiilor UV prin absorbția și dispersia luminii. Dioxidul de titan și oxidul de zinc, ambele cu dimensiuni ale particulelor la scară nanometrică, sunt în prezent cele mai comune produse de protecție solară anorganice din produsele cosmetice de protecție solară, funcționând prin absorbția razelor UV.Atât dioxidul de titan, cât și oxidul de zinc sunt materiale semiconductoare. Bandele lor interzise (diferența de energie între nivelul energetic cel mai scăzut al benzii de conducție și nivelul energetic cel mai ridicat al benzii de valență) sunt de 3,06 eV (tip rutil, tip R) și, respectiv, 3,23 eV, corespunzând lungimilor de undă de absorbție de 405 nm și 385 nm. În consecință, acestea pot absorbi în mod eficient doar lumina ultravioletă în intervalul de lungimi de undă cuprins între 100 nm și 400 nm.
Particulele mai mari din produsele de protecție solară sporesc dispersia, dar reduc absorbția; particulele mai mici slăbesc dispersia, dar întăresc absorbția. Când dimensiunea particulelor este suficient de mică, dispersia luminii devine neglijabilă, rezultând o transmisie ridicată. Astfel, produsele de protecție solară anorganice la scară nanometrică blochează eficient radiațiile ultraviolete, dar nu pot proteja împotriva luminii albastre.
Produsele de protecție solară organice conțin structuri aromatice sau cromofore în moleculele lor. Acestea absorb fotoni prin sisteme conjugate închise, eliberând energie prin tranziții cuantice rezonante sau fluorescență/fosforescență. În același timp, procesul de enolizare determină molecula să consume energie, creând un ciclu energetic în care stările cu energie ridicată trec la stări cu energie mai scăzută, oferind astfel protecție împotriva razelor UV.Cercetările indică faptul că absorbantii UV utilizați în mod obișnuit absorb lungimi de undă exclusiv din spectrul ultraviolet și nu absorb lumina vizibilă. În consecință, produsele de protecție solară organice nu oferă protecție împotriva luminii albastre.
Produsele de protecție solară concepute exclusiv pentru protecție UV sunt insuficiente pentru a proteja corpul de daunele fotochimice induse de lumina albastră. În ultimii ani, pe piața internațională au apărut produse cosmetice care pretind că protejează pielea de efectele nocive ale luminii albastre. Majoritatea acestor produse se bazează pe principii antioxidante. Deși pot atenua într-o anumită măsură unele daune cauzate pielii de lumina albastră, experimentele existente indică faptul că antioxidanții singuri nu pot asigura o protecție ideală împotriva luminii albastre.
Este esențial să se investigheze mecanismele prin care lumina albastră dăunează pielii. Această cercetare nu numai că oferă suport teoretic pentru dezvoltarea produselor cosmetice de protecție împotriva luminii albastre, dar identifică și ținte pentru îngrijirea precisă a pielii. Domeniul produselor cosmetice de protecție împotriva luminii albastre are un potențial semnificativ pentru dezvoltarea viitoare.