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Cómo el protector solar protege el ADN de tu piel

No hace mucho tiempo, personas como mi tía Muriel pensaban que las quemaduras solares eran un mal necesario en el camino hacia un "buen bronceado base". Solía ​​untar el aceite para bebés mientras usaba un reflector grande para hornear. El mantra de la tía Muriel cuando apareció la inevitable quemadura y cáscara: la belleza tiene su precio.

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¿Tenía razón alguna vez sobre ese precio, pero era mucho más alto de lo que cualquiera de nosotros reconoció en ese momento? Lo que los adictos al sol no sabían entonces era que estábamos preparando nuestra piel para dañar sus proteínas estructurales y su ADN. Hola, arrugas, manchas hepáticas y cánceres. No importa dónde se encuentre su cutis en la escala Fitzpatrick Skin Type, la radiación ultravioleta (UV) del sol o las camas de bronceado dañarán su piel.

Hoy, el reconocimiento de los riesgos planteados por los rayos UV ha motivado a los científicos, incluido yo mismo, a estudiar lo que sucede en nuestras células cuando están al sol, y a idear formas modernas de evitar ese daño.

Luz UV que afecta nuestra piel La luz UV que afecta nuestra piel tiene una longitud de onda más corta que las partes del espectro electromagnético que podemos ver. (Carga inductiva, NASA, CC BY-SA)

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La luz solar está compuesta de paquetes de energía llamados fotones. Los colores visibles que podemos ver a simple vista son relativamente inofensivos para nuestra piel; Son los fotones de luz ultravioleta (UV) del sol los que pueden causar daños en la piel. La luz ultravioleta se puede dividir en dos categorías: UVA (en el rango de longitud de onda 320-400 nanómetros) y UVB (en el rango de longitud de onda 280–320 nm).

Nuestra piel contiene moléculas que están perfectamente estructuradas para absorber la energía de los fotones UVA y UVB. Esto pone a la molécula en un estado energéticamente excitado. Y como dice el refrán, lo que sube debe bajar. Para liberar su energía adquirida, estas moléculas experimentan reacciones químicas, y en la piel eso significa que hay consecuencias biológicas.

Curiosamente, algunos de estos efectos solían considerarse adaptaciones útiles, aunque ahora los reconocemos como formas de daño. El bronceado se debe a la producción de pigmento de melanina adicional inducido por los rayos UVA. La exposición al sol también activa la red antioxidante natural de la piel, que desactiva las especies reactivas de oxígeno (ROS) altamente destructivas y los radicales libres; Si no se controla, pueden causar daño celular y estrés oxidativo dentro de la piel.

También sabemos que la luz UVA penetra más profundamente en la piel que la UVB, destruyendo una proteína estructural llamada colágeno. A medida que el colágeno se degrada, nuestra piel pierde su elasticidad y suavidad, lo que produce arrugas. Los rayos UVA son responsables de muchos de los signos visibles del envejecimiento, mientras que la luz UVB se considera la principal fuente de quemaduras solares. Piense "A" para envejecer y "B" para quemar.

El ADN en sí mismo puede absorber los rayos UVA y UVB, causando mutaciones que, si no se reparan, pueden provocar cáncer de piel no melanoma (carcinoma basocelular, carcinoma de células escamosas) o melanoma. Otras moléculas de la piel pasan la energía UV absorbida a esos ROS altamente reactivos y radicales libres. El estrés oxidativo resultante puede sobrecargar la red antioxidante incorporada en la piel y causar daño celular. ROS puede reaccionar con el ADN, formando mutaciones y con colágeno, lo que produce arrugas. También pueden interrumpir las vías de señalización celular y la expresión génica.

El resultado final de todas estas fotorreacciones es el fotodaño que se acumula a lo largo de la vida de la exposición repetida. Y, esto no se puede enfatizar lo suficiente, esto se aplica a todos los tipos de piel, desde el Tipo I (como Nicole Kidman) hasta el Tipo VI (como Jennifer Hudson). Independientemente de la cantidad de melanina que tengamos en nuestra piel, podemos desarrollar cánceres de piel inducidos por los rayos UV y eventualmente todos veremos los signos del envejecimiento fotoinducido en el espejo.

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La buena noticia, por supuesto, es que el riesgo de cáncer de piel y los signos visibles del envejecimiento pueden minimizarse evitando la sobreexposición a la radiación UV. Cuando no puede evitar el sol por completo, los protectores solares de hoy tienen su espalda (y todo el resto de su piel también).

Los filtros solares emplean filtros UV: moléculas específicamente diseñadas para ayudar a reducir la cantidad de rayos UV que atraviesan la superficie de la piel. Una película de estas moléculas forma una barrera protectora ya sea que absorbe (filtros químicos) o refleja (bloqueadores físicos) los fotones UV antes de que puedan ser absorbidos por nuestro ADN y otras moléculas reactivas más profundas en la piel.

En los Estados Unidos, la Administración de Alimentos y Medicamentos regula los protectores solares como medicamentos. Debido a que históricamente estábamos más preocupados por la protección contra las quemaduras solares, se aprobó el uso de 14 moléculas que bloquean los rayos UVB inductores de quemaduras solares. Que tenemos solo dos moléculas bloqueadoras de UVA disponibles en los Estados Unidos: avobenzone, un filtro químico; y el óxido de zinc, un bloqueador físico, es un testimonio de nuestra comprensión más reciente de que los rayos UVA causan problemas, no solo bronceados.

La FDA también ha promulgado estrictos requisitos de etiquetado, más obviamente sobre SPF (factor de protección solar). En las etiquetas desde 1971, SPF representa el tiempo relativo que le toma a un individuo quemarse con la radiación UVB. Por ejemplo, si normalmente se tarda 10 minutos en quemar, entonces, si se usa correctamente, un protector solar SPF 30 debería proporcionar 30 veces eso: 300 minutos de protección antes de las quemaduras solares.

"Usado correctamente" es la frase clave. La investigación muestra que se necesita aproximadamente una onza, o básicamente una cantidad de protector solar del tamaño de un vaso de chupito, para cubrir las áreas expuestas del cuerpo adulto promedio, y una cantidad del tamaño de una moneda de cinco centavos para la cara y el cuello (más o menos, dependiendo de su tamaño corporal). La mayoría de las personas aplican entre un cuarto y la mitad de las cantidades recomendadas, poniendo su piel en riesgo de quemaduras solares y fotodaños.

Además, la eficacia del protector solar disminuye en el agua o con la sudoración. Para ayudar a los consumidores, la FDA ahora requiere protectores solares etiquetados como "resistentes al agua" o "muy resistentes al agua" para que duren hasta 40 minutos u 80 minutos, respectivamente, en el agua, y la Academia Estadounidense de Dermatología y otros grupos de profesionales médicos recomiendan volver a aplicar inmediatamente después de cualquier deporte acuático. La regla general es volver a aplicar aproximadamente cada dos horas y ciertamente después de practicar deportes acuáticos o sudar.

En los Estados Unidos, la FDA regula los protectores solares disponibles para los consumidores. En los Estados Unidos, la FDA regula los protectores solares disponibles para los consumidores. (Sheila Fitzgerald a través de Shutterstock.com)

Para obtener altos valores de SPF, se combinan múltiples filtros UVB UV en una formulación basada en los estándares de seguridad establecidos por la FDA. Sin embargo, el SPF no tiene en cuenta la protección UVA. Para que un protector solar afirme que tiene protección contra los rayos UVA y UVB y esté etiquetado como "Amplio espectro", debe pasar la Prueba de amplio espectro de la FDA, donde el protector solar recibe una gran dosis de luz UVB y UVA antes de que se pruebe su eficacia.

Este paso previo a la irradiación se estableció en las normas de etiquetado de protectores solares de la FDA de 2012 y reconoce algo significativo sobre los filtros UV: algunos pueden ser fotolabiles, lo que significa que pueden degradarse bajo la radiación UV. El ejemplo más famoso puede ser PABA. Esta molécula absorbente de UVB rara vez se usa en protectores solares hoy en día porque forma fotoproductos que provocan una reacción alérgica en algunas personas.

Pero la prueba de amplio espectro realmente entró en vigencia una vez que la molécula avobenzona que absorbe los rayos UVA salió al mercado. Avobenzone puede interactuar con octinoxate, un absorbente de UVB fuerte y ampliamente utilizado, de una manera que hace que avobenzone sea menos efectivo contra los fotones UVA. El filtro UVB octocrileno, por otro lado, ayuda a estabilizar la avobenzona para que dure más tiempo en su forma absorbente de UVA. Además, puede observar en algunas etiquetas de protector solar la molécula de etilhexil metoxicrileno. Ayuda a estabilizar la avobenzona incluso en presencia de octinoxato y nos brinda una protección más duradera contra los rayos UVA.

El siguiente paso en la innovación de protectores solares es la ampliación de su misión. Debido a que incluso los protectores solares con FPS más altos no bloquean el 100 por ciento de los rayos UV, la adición de antioxidantes puede proporcionar una segunda línea de protección cuando las defensas antioxidantes naturales de la piel están sobrecargadas. Algunos ingredientes antioxidantes con los que hemos trabajado mis colegas y yo incluyen acetato de tocofral (vitamina E), ascorbilfosfato de sodio (vitamina C) y DESM. Y los investigadores de protectores solares están comenzando a investigar si la absorción de otros colores de luz, como el infrarrojo, por las moléculas de la piel tiene un papel que desempeñar en el fotodaño.

A medida que la investigación continúa, una cosa que sabemos con certeza es que proteger nuestro ADN del daño de los rayos UV, para personas de todos los colores, es sinónimo de prevenir el cáncer de piel. La Skin Cancer Foundation, la American Cancer Society y la American Academy of Dermatology enfatizan que la investigación muestra que el uso regular de un protector solar SPF 15 o superior previene las quemaduras solares y reduce el riesgo de cánceres no melanoma en un 40 por ciento y el melanoma en un 50 por ciento.

Todavía podemos disfrutar de estar al sol. A diferencia de mi tía Muriel y nosotros, los niños en la década de 1980, solo necesitamos usar los recursos disponibles, desde mangas largas hasta sombra y protectores solares, para proteger las moléculas de nuestra piel, especialmente nuestro ADN, del daño de los rayos UV.


Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. La conversación

Kerry Hanson, químico investigador, Universidad de California, Riverside

Cómo el protector solar protege el ADN de tu piel