Почему работает солнцезащитный крем: наука о солнечных ожогах и загаре

4

Мы относимся к солнцу так, будто у него есть собственный разум. Вы выходите на улицу на час в яркий летний день. Бум. Солнечный ожог. Если только вы не действовали стратегически. Если только вы не набрали загар. Тогда всё в порядке. Или так нам кажется.

Эта логика быстро рушится, если у вас светлая кожа. Вы не получаете загар. Вы просто краснеете. Поэтому вы наносите солнцезащитный крем. Но имеет ли это смысл? Что такое солнцезащитный крем? Что такое загар? Почему слой крема спасает вашу кожу, а его забывание портит ваш день?

Это не магия. Это биология. Как только вы посмотрите, как кожа и солнечный свет действительно взаимодействуют, тайна исчезает. Вы узнаете много нового о своем организме в этом процессе. Итак, начнем с самого начала.

Что такое кожа на самом деле?

Кожа — это орган. Один из самых сложных, которые у вас есть. Мы не воспринимаем её именно так, потому что ассоциируем органы с вещами внутри «коробки». Ваше сердце. Ваша печень. Ваши почки. Это явно органы. Кожа ощущается иначе. Она внешняя. Она — обертка.

Но посмотрите на определение в словаре. Merriam-Webster определяет орган как дифференцированную структуру, состоящую из клеток и тканей, которая выполняет определенную функцию. По этому критерию кожа выигрывает. Она состоит из определенных клеток и тканей. Её задача? Действовать как граница между вами и миром.

Это тяжелая работа. В отличие от вашего сердца, которое спрятано внутри, вашей коже приходится иметь дело с реальностью. Она насыщена рецепторами. У неё многослойная структура, созданная для защиты от истирания, перепадов температур и, да, солнечного света. Это первая линия обороны. И она принимает удары на себя.

«Кожа — это граница между „вами“ и „миром“».

Итак, когда солнце попадает на неё, происходит что-то. Не потому, что солнце злое. А потому, что ваша кожа пытается защитить себя.

Как на самом деле работает ваша кожа: дерма против эпидермиса

Представьте себе кожу не как единый лист, а как оживленную строительную площадку с множеством слоев. Снаружи находится эпидермис, выполняющий функцию барьера. Это публичное лицо. Дерма находится под ним, заполненная всей тяжелой «механикой». Речь идет о нервных окончаниях, потовых железах, волосяных фолликулах. Это машинное отделение.

Под ней находится подкожный слой. Здесь находится ваш жир, да, но именно здесь разветвляются кровеносные сосуды. Они расходятся в дерме, подобно сложной корневой системе, питая все: от сальных желез до крошечных竖毛 мышц, которые заставляют волосы вставать дыбом. Дерма насыщена капиллярами. Они обеспечивают питание ваших клеток. Они также помогают вам охлаждаться, когда вы перегреваетесь.

А как же эпидермис? У него нет прямого кровоснабжения. Он выживает за счет того, что предоставляет дерма.

Почему ваша кожа чувствует тепло, холод и боль

Именно в дерме происходят сенсорные процессы. Это не просто структурная поддержка. Она «продолжена» так, чтобы вы точно знали, что касается вас. Или обжигает вас.

Ваши нервные окончания специализированы. У вас есть рецепторы для:

  • Тепла
  • Холода
  • Давления
  • Зуда
  • Боли

Это не просто случайные датчики. Это ваша система раннего предупреждения. Они говорят вам убрать руку от горячей плиты, прежде чем вы получите серьезные ожоги. Они предупреждают вас о проколе. Без них вы бы ходили в полной сенсорной изоляции, повреждая свою кожу, даже не подозревая об этом.

Правда о мертвых клетках кожи и кератине

Эпидермис — это ваш интерфейс с миром. И он странно завораживает. Он разделен на две основные зоны: внутренний живой слой и внешний мертвый слой.

Мертвые клетки — это то, что вы на самом деле видите. Они постоянно отслаиваются. Вы, вероятно, этого не замечаете, но каждый день сбрасываете миллионы таких клеток. Они заменяются новыми клетками, которые продвигаются вверх снизу. Это своего рода конвейер.

Живой внутренний слой называется мальпигиевым слоем. Именно здесь солнце на самом деле воздействует на вас, когда вы загораете. Он напрямую связан с дермой, которая его питает. Сам мальпигиев слой имеет различные подслои:

  • Базальный слой находится прямо у дермы. Именно здесь начинается базально-клеточная карцинома, если что-то идет не так.
  • Выше него находится шиповатый слой.
  • Затем зернистый слой.

Сверху на всем этом находится роговой слой. Это самый внешний слой мертвых клеток. Он прочный. Очень прочный. Эти клетки наполнены кератином.

Кератин — это тот же белок, из которого состоят ваши ногти, волосы и даже копыта животных. Он невероятно прочный. Ваша видимая кожа — это по сути тонкая, гибкая версия ваших ногтей. Именно это обеспечивает вам защиту. На ладонях и подошвах, где вы получаете наибольшее трение, этот слой гораздо толще. У эволюции есть чувство юмора.

Почему вы загораете (и почему это рискованно)

Среди базальных клеток в мальпигиевом слое находятся меланоциты. Это клетки, отвечающие за цвет вашей кожи. Они производят меланин, пигмент, создающий загар.

Вот распространенное заблуждение. Когда вы загораете, ваше тело не создает больше меланоцитов. Вы не добавляете новые фабрики. Вы просто заставляете существующие работать усерднее.

«Различия в цвете обусловлены исключительно количеством вырабатываемого меланина и природой пигментных гранул. Когда кожа загорает под воздействием солнечного света, количество меланоцитов не увеличивается, увеличивается только их активность.»

Количество меланоцитов примерно одинаково у всех человеческих рас. Разница заключается в том, сколько меланина они производят и как он упакован. У светловолосых белых людей столько же меланоцитов, сколько и у людей с более темной кожей. Речь идет о выработке, а не о запасах.

Но у этого механизма есть темная сторона. Те же самые меланоциты уязвимы для ультрафиолетового излучения. Повторное воздействие солнца вызывает повреждения. Это приводит к мутациям. Эти мутации могут превратиться в меланому, серьезную форму рака кожи. Так что тот загар, за которым вы гонитесь? Это буквально признак клеточного дистресса. Ваша кожа пытается защитить себя от той самой вещи, которая потенциально убивает ее.

Как роговой слой действует как броня вашей кожи

Непосредственно над дермой находится базальный слой. Если вам знакомо название базальноклеточной карциномы, то именно здесь начинается этот конкретный вид рака. Это фундамент.

Выше находится шиповатый слой. Затем зернистый слой.

Наконец, вы достигаете рогового слоя. Это самый внешний слой. Мёртвые клетки. Та часть кожи, которую люди действительно видят. Эти клетки наполнены белком под названием кератин.

Кератин — это удивительный белок. Это структурный белок, придающий прочность рогам, волосам, копытам, ногтям и перьям. Тот же прочный материал, из которого состоят ваши ногти, образует видимую часть вашей кожи, только в более тонкой и гибкой версии. Именно это делает кожу устойчивой. В зонах с высоким трением, таких как ладони и подошвы, роговой слой значительно утолщается, чтобы справляться с абразивным воздействием.

Почему меланоциты определяют цвет кожи и риск рака

Среди базальных клеток в мальпигиевом слое живут меланоциты. Эти клетки производят меланин — пигмент, ответственный за загар. Они являются источником вашего загара.

«Внешний вид кожи отчасти обусловлен красноватым пигментом в крови поверхностных сосудов. Однако в основном он определяется меланином — пигментом, вырабатываемым дендритными клетками, называемыми меланоцитами… Их количество в любой конкретной области тела… примерно одинаково как внутри, так и между расами; самые светлые белые люди имеют столько же меланоцитов, сколько и самые тёмные чёрные. Различия в цвете обусловлены исключительно количеством вырабатываемого меланина и характером пигментных гранул».

Какой главный вывод? У всех примерно одинаковое количество меланоцитов. Разница заключается в том, сколько пигмента они производят и какого типа гранулы они создают. Когда вы загораете, меланоциты не размножаются. Они просто работают усерднее.

Меланоциты также производят два типа пигмента: эумеланин (коричневый) и феомеланин (жёлтый/красный). Рыжие производят больше феомеланина и меньше эумеланина. Вот почему им трудно загорать. При альбинизме отсутствует фермент тирозиназа. Без него химический путь останавливается. Меланин не вырабатывается в коже, волосах или радужной оболочке глаза.

Существует также меланоцитстимулирующий гормон (МСГ), вырабатываемый гипофизом. МСГ перемещается по крови, чтобы сообщить меланоцитам о необходимости производить больше меланина. Гипофиз связан с зрительным нервом, что позволяет ему воспринимать свет. Эта связь объясняет, почему воздействие света влияет на выработку гормонов. У кур дополнительный свет стимулирует гипофиз к выработке гормонов, необходимых для яйцекладки. У людей свет стимулирует выработку МСГ.

Носка солнцезащитных очков может фактически сделать вас более восприимчивым к солнечным ожогам. Блокируя попадание света в глаза, вы можете уменьшить сигнал к гипофизу о выработке МСГ. Меньше МСГ означает меньшую выработку меланина. Это контринтуитивный побочный эффект.

Почему солнечный ожог — это на самом деле повреждение кожи

У представителей европеоидной расы без загара клетки кожи не имеют защиты от ультрафиолетового излучения. Вы становитесь лёгкой мишенью для солнечного ожога. Результатом становится красная, болезненная кожа. В тяжёлых случаях образуются волдыри.

Солнечный ожог — это не просто поверхностная реакция. Это повреждение. Ультрафиолетовое излучение повреждает клетки, и организм реагирует на это повреждение. Краснота и боль являются признаками этой реакции.

Почему ваша кожа краснеет после солнечного ожога

Давайте будем честны. Солнечный ожог — это не просто покраснение. Это отсреченная воспалительная реакция. А именно — эритема, индуцированная ультрафиолетом B. Боль и покраснение достигают пика через 8–24 часа после пребывания на солнце. Почему возникает задержка? Потому что повреждения сначала происходят на клеточном уровне. Активные формы кислорода и фотохимические реакции атакуют ДНК. Затем организм впадает в панику. Он усиливает кровоток в дерме. Капилляры расширяются. Жидкость просачивается наружу. Это и есть отек. Это и есть жар.

Биологические модификаторы ответа, выделяемые кератиноцитами и лимфоцитами, управляют этим процессом. Ключевую роль здесь играют простагландины. Если вы видите эритему, значит, защита от солнца не сработала. Это маркер серьезного УФ-повреждения.

Связь между болью от солнечного ожога и риском рака кожи

Речь идет не просто о дискомфорте. Прямая связь существует между этой красной, шелушащейся кожей и риском развития рака. При воздействии УФ-излучения в вашей ДНК образуются пиримидиновые димеры. Длины волн, вызывающие эритему, те же самые, что создают эти димеры. Существует приблизительная корреляция. Чем больше димеров, тем выше восприимчивость к ожогам.

С научной точки зрения солнечный ожог сигнализирует о значительной передозировке облучения. И это важно. История повторяющихся тяжелых солнечных ожогов напрямую связана с повышенным риском меланомы. Это также повышает риски немеланомного рака кожи. Воспаление — это предупреждающий знак. Повреждение ДНК — скрытая угроза.

Солнечный ожог лучше всего рассматривать как полную неудачу в защите от солнца.

Как на самом деле работают солнцезащитные средства

Солнцезащитные средства делают одно из двух. Они либо блокируют, либо поглощают.

Блокировка — это простая физика. Вспомните белую пасту с оксидом цинка, которую спасатели на пляже намазывают себе на нос. Она непрозрачна. Она отражает УФ-лучи. Поглощение — это химический процесс. Молекула солнцезащитного средства принимает энергетический удар вместо вашей кожи. Меланин делает это естественным образом. Химические компоненты солнцезащитных средств имитируют эту функцию.

Вам нужно знать, что содержится в бутылочке.

  • ПАБА (парааминобензойная кислота) поглощает УФB. Она распространена, но коварна. Если у вас чувствительная кожа, она может вызвать раздражение или аллергическую реакцию. Действуйте с осторожностью.
  • Циннаматы поглощают УФB.
  • Бензофеноны поглощают УФA.
  • Антранилилаты защищают от УФA и УФB.
  • Экамсулы (также известные как Mexoryl SX) поглощают УФA.

Понимание SPF и типичные ошибки нанесения

Число на бутылочке — это фактор защиты от солнца (SPF). Он действует как множитель. Если без защиты вы сгораете за 10 минут, то SPF 10 даст вам 100 минут. Математика проста. Ошибки возникают при нанесении.

Вы должны наносить достаточное количество. И вы должны поддерживать его на коже. Наносите средство за 30 минут до пребывания на солнце. Это позволяет продукту связаться с вашей кожей. Если вы идете прямо от бутылочки в океан, средство смывается. Оно не работает, если не находится на вашей коже.

Есть нюанс. Рейтинг SPF относится только к УФB-излучению. Он ничего не говорит о защите от УФA. Вот почему важен список химических компонентов. Вам нужна защита широкого спектра.

Рост популярности Mexoryl SX на рынке США

На протяжении многих лет США отставали в вариантах защиты от УФA. Это изменилось в июле 2006 года. FDA одобрила Mexoryl SX (экамсул) для продажи. Он был доступен в Европе и Канаде более десятилетия под брендом Anthelios SX от L’Oreal.

Дерматологи называют его лучшим солнцезащитным средством в мире. Почему? Он блокирует УФA-лучи эффективнее, чем другие доступные на рынке варианты. УФA-лучи проникают глубоко. Они вызывают старение и рак. Блокировка УФA так же важна, как и блокировка ожогов от УФB.

Кожа как активный орган

Удивительно рассматривать кожу как орган, а не как обертку. Она реагирует на солнечный свет сложными способами. Она восстанавливает повреждения. Она сигнализирует о боли. Она защищает вас. Или не защищает.

Мы часто легкомысленно относимся к пребыванию на солнце. Мы гонимся за загаром. Мы игнорируем ожог, пока он не начнет болеть. Но биология говорит ясно. Каждое красное пятно — это история клеточного дистресса. Понимание этого меняет то, как вы наносите солнцезащитное средство. Это меняет то, как вы воспринимаете солнце.

В следующий раз, когда вы возьмете эту бутылочку, вспомните химию. Вспомните ДНК. Защищайте орган, который защищает вас.