Güneş radyasyonu, kızılötesi, görünür ışık ve ultraviyole ışınlarından oluşan, Dünya'nın yüzeyine ulaşan sürekli elektromanyetik radyasyonu ifade eder. Bunlar arasında mavi ışık, görünür spektrumda en kısa dalga boyuna ve en yüksek enerji bandına sahiptir. Araştırmalar, mavi ışığın ultraviyole ışınlarından daha fazla penetrasyona sahip olduğunu ve UV maruziyetine benzer cilt hasarına neden olduğunu göstermektedir.
LED'ler, görünür spektrumun tamamında ışık yayar. Bilgisayar monitörleri, cep telefonları ve LCD televizyonların yaygın kullanımı, insanların mavi ışığa maruz kalma oranını artırmıştır. Cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar, 400 nm ila 460 nm dalga boyu aralığında mavi ışık yayar ve 400 nm ile 440 nm arasındaki mavi ışık, fibroblastlara karşı sitotoksisite gösterir. Sonuç olarak, mavi ışığın cilde verdiği zarar göz ardı edilmemelidir.
Mavi ışık cilde çeşitli şekillerde zarar verir
Fotoyanma, öncelikle fotofiziksel, fototermal ve fotokimyasal etkiler yoluyla cildi etkiler. Mavi ışığın zararları arasında çiller ve yaşlılık lekelerinin oluşması, cilt yaşlanmasının hızlanması ve cilt hassasiyetinin artması sayılabilir.
Mavi ışık apoptozu tetikler Mavi ışık mitokondriye etki ettiğinde apoptozu tetikler. Mitokondri, hücrelerde oksidatif stres ve reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretiminin ana merkezi olarak işlev görür ve böylece apoptozu düzenler. Mitokondri, elektron taşıma zinciri aracılığıyla mavi ışığı (410 nm–440 nm) emer ve ROS oluşumunu tetikleyen oksidatif reaksiyonları başlatır.ROS, mitokondriyal membran potansiyelini azaltarak mitokondriyal geçirgenlik geçiş porunun (MPTP) açılmasına neden olur. Bu, apoptoz ile ilişkili protein aktivatörü-1'e (Apaf-1) bağlanan mitokondriyal sitokrom C'yi (CytC) serbest bırakarak apoptoz kompleksi Apaf-1-CytC'yi oluşturur.Sitosplazmik matriks içinde, apoptotik kompleks Caspase ailesini işe alır. Caspase-9 kendi kendini parçalar ve aktive olur, ardından Caspase-3 ve Caspase-7'yi aktive ederek apoptozu indükleyen bir dizi reaksiyonu başlatır.
Aynı zamanda, lipofuskinin A2E floresan grubu tarafından aracılık edilen mavi ışık, hücresel hasara neden olur.Hücre içi metabolit lipofusin, yaşlı hücrelerin belirteci olarak işlev görür. Birincil floresan parçası olan N-asetileritritol-N-retinol etanolamin (A2E), mavi ışığa karşı yüksek hassasiyet gösterir. Mavi ışık uyarımıyla A2E, reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretimini hızlandırır ve apoptoz yolunu aktive eder.Araştırmalar, A2E'nin ağırlıklı olarak lizozomlarda lokalize olduğunu, mitokondriyal membranlarda az miktarda dağıldığını ve diğer organellerde bulunmadığını göstermektedir. A2E aracılı mavi ışığın hücrelere verdiği hasar, iki farklı yolla ortaya çıkar. İlk olarak, mavi ışığa maruz kalma, lizozomal transmembran elektron gradyanını bozar, bu da lizozomal enzimlerin ve ROS'un sitoplazmaya salınmasına ve dolayısıyla apoptozu indüklemesine yol açar.İkincisi, mitokondriyal membran üzerindeki A2E, mitokondriyal membran anormalliklerini tetikleyerek, ölüm teşvik edici faktörler, Apaf ve apoptozu indükleyen faktör (AIF) salınımını tetikler ve böylece mitokondriyal aracılı apoptoz sürecini başlatır.Mavi ışığın ciltte foto yaşlanmaya neden olduğu konusundaki araştırmalar, ultraviyole radyasyon gibi mavi ışığın da mitojenle aktive olan protein kinaz (MAPK) sinyal yolunu aktive eden reaktif oksijen türleri ürettiğini göstermektedir. Bu yol daha sonra c-Jun N-terminal kinaz (JNK) vehücre dışı sinyal düzenleyici kinaz (ERK) ve p38'e yol açar, böylece transkripsiyon faktörü AP-1'i aktive eder ve matriks metalloproteinaz (MMP) ekspresyonunu indükler.Anormal şekilde eksprese edilen bu MMP'ler arasında, MMP-1 insan derisindeki en önemli Tip I ve Tip III kollajen liflerini bozarken, MMP-3 bazal membrandaki Tip IV kollajen liflerini bozar ve böylece deride foto yaşlanma etkilerini tetikler. Hem mavi ışık hem de ultraviyole radyasyon, deri yaşlanmasının başlıca nedenleridir. UVA ve UVB radyasyonunun deri üzerindeki etkileri hakkında kapsamlı araştırmalar mevcutken, mavi ışığın etkisini inceleyen çalışmalar daha fazla ilerleme gerektirmektedir.Ultraviyole radyasyona kıyasla, mavi ışık daha uzun dalga boyuna sahiptir ve bu da epidermis ve dermisin daha derinlerine nüfuz etmesini sağlar. Bu da, epitel hücrelerindeki mitokondriye önemli ölçüde zarar vermesine olanak tanır. Mavi ışık, öğle vakti ultraviyole radyasyonuna benzer yoğunlukta yayılır ve ciltte kızarıklık, iltihaplanma, kuruluk, pullanma ve gerginlik gibi sorunlara neden olur.Araştırmalar, mavi ışığın epidermal hücrelerin yapısını değiştirdiğini ve kolajen ve elastin üretimini azalttığını, bu da cildin foto yaşlanmasına yol açtığını doğrulamaktadır. Bu nedenle, mavi ışığın cilde verdiği hasar, öncelikle hücresel hasara, apoptoza ve foto yaşlanma gibi sorunlara neden olan reaktif oksijen türlerinin birikmesinden kaynaklanmaktadır.
Mavi ışık, epidermal keratinositlerde ve melanositlerde bulunan G proteinine bağlı reseptör süper ailesinin bir üyesi olan Opsin3 aracılığıyla cilt pigmentasyonuna neden olur. Mavi ışık, Opsin3'ü aktive ederek tirozinaz ve dopa-dehidrojenaz izomerazın hücre içi ekspresyonunu tetikler, bu da melanin oluşumunu teşvik eder ve cilt pigmentasyonuna yol açar.
Araştırmalar, UVB ve kısmi UVA'yı engelleyen geniş spektrumlu güneş kremleri kullanıldığında, hücresel hasarın çoğunun güneş ışığının mavi ışığı ve kalıntı UVA'dan kaynaklanabileceğini göstermektedir; sadece UVA'yı engelleyen güneş kremleri, insan cildinde serbest radikal oluşumunu sadece kısmen azaltabilir. Bu nedenle, mavi ışık da vücutta serbest radikal birikimine önemli ölçüde katkıda bulunur.
Güneş kremlerinin sınırlı mavi ışık koruması
2015 baskısı Kozmetik Güvenlik Teknik Spesifikasyonları, güneş kremlerini, ışık emilimi, yansıması veya saçılması yoluyla cildi belirli ultraviyole radyasyon hasarından korumak veya ürünün kendisini korumak için kozmetiklere eklenen maddeler olarak tanımlamaktadır. Bu spesifikasyon, öncelikle inorganik veya organik olarak sınıflandırılan 27 adet izin verilen kozmetik güneş kremini listelemektedir.
İnorganik güneş koruyucular, öncelikle ışığı emerek ve saçarak UV radyasyonuna karşı koruma sağlar. Nano ölçekli parçacık boyutlarına sahip titanyum dioksit ve çinko oksit, şu anda güneş koruyucu kozmetiklerde en yaygın kullanılan inorganik güneş koruyuculardır ve UV ışınlarını emerek işlev görürler.Hem titanyum dioksit hem de çinko oksit yarı iletken malzemelerdir. Bant aralıkları (iletken bantın en düşük enerji seviyesi ile valans bandının en yüksek enerji seviyesi arasındaki enerji farkı) sırasıyla 3,06 eV (rutil tipi, R tipi) ve 3,23 eV'dir ve bu da 405 nm ve 385 nm'lik absorpsiyon dalga boylarına karşılık gelir. Sonuç olarak, bunlar yalnızca 100 nm ila 400 nm dalga boyu aralığındaki ultraviyole ışığı etkili bir şekilde absorbe edebilirler.
Güneş koruyuculardaki daha büyük parçacık boyutları saçılmayı artırır ancak emilimi azaltır; daha küçük parçacıklar saçılmayı zayıflatırken emilimi güçlendirir. Parçacık boyutu yeterince küçük olduğunda, ışık saçılması ihmal edilebilir hale gelir ve yüksek geçirgenlik sağlar. Bu nedenle, nano ölçekli inorganik güneş koruyucular ultraviyole radyasyonu etkili bir şekilde engeller ancak mavi ışığı engelleyemez.
Organik güneş koruyucular, moleküllerinde aromatik veya kromofor yapıları içerir. Kapalı konjuge sistemler aracılığıyla fotonları emerler ve rezonans kuantum geçişleri veya floresan/fosforesans yoluyla enerji açığa çıkarırlar. Eşzamanlı olarak, enolizasyon süreci molekülün enerji tüketmesine neden olur ve yüksek enerjili durumların daha düşük enerjili durumlara geçiş yaptığı bir döngü oluşturarak UV koruması sağlar.Araştırmalar, yaygın olarak kullanılan UV emicilerin yalnızca ultraviyole spektrumundaki dalga boylarını emdiğini ve görünür ışığı emmediğini göstermektedir. Sonuç olarak, organik güneş koruyucular mavi ışığa karşı koruma sağlamaz.
Yalnızca UV koruması için tasarlanmış güneş kremleri, vücudu mavi ışığın neden olduğu fotokimyasal hasardan korumak için yetersizdir. Son yıllarda, cildi mavi ışığın zararlarından koruduğunu iddia eden kozmetik ürünler uluslararası pazarda ortaya çıkmıştır. Bu ürünlerin çoğu antioksidan prensiplerine dayanmaktadır. Cilde mavi ışığın verdiği bazı zararları bir dereceye kadar azaltabilseler de, mevcut deneyler antioksidanların tek başına ideal mavi ışık koruması sağlayamadığını göstermektedir.
Mavi ışığın cilde zarar verdiği mekanizmaları araştırmak çok önemlidir. Bu araştırma, mavi ışığa karşı koruyucu kozmetik ürünlerin geliştirilmesi için teorik destek sağlamakla kalmaz, aynı zamanda hassas cilt bakımı için hedefler de belirler. Mavi ışığa karşı koruyucu kozmetik ürünler alanı, gelecekteki gelişmeler için önemli bir potansiyel barındırmaktadır.