Wewnętrzna fotoochrona skóry
Światło słoneczne wpływa pozytywnie na ludzki organizm w wielu wymiarach: zwiększa witalność, poprawia samopoczucie, krążenie i metabolizm, a także aktywuje produkcję witaminy D. Zaledwie niewielka ilość promieniowania słonecznego wystarcza, by „poczuć się lepiej”.
Skóra, dzięki własnym mechanizmom ochronnym, może zabezpieczyć się przed negatywnym wpływem promieniowania UV. Do mechanizmów tych należą:
- Pigmentacja
- Grubienie warstwy rogowej
- Mechanizmy naprawy DNA
- Tworzenie własnych substancji filtrujących promieniowanie UV, takich jak kwas urokaninowy
- Aktywacja własnych przeciwutleniaczy
Przy niskim poziomie promieniowania UV skóra potrzebuje od 2 do 4 tygodni na pigmentację i zgrubienie warstwy rogowej dla zapewnienia własnej fotoochrony.
Mechanizmy ochronne
Tworzenie pigmentu (synteza melaniny)
Opalenizna jest efektem syntezy melaniny w komórkach naskórka produkujących pigment (melanocytach). Tworzenie barwnika wywołane jest promieniowaniem UV.
Melaniny tworzą w naskórku naturalną ochronę przed słońcem, redukując energię promieniowania poprzez rozproszenie i absorpcję. Ekspozycja na słońce (i) pobudza produkcję melaniny (pośrednia pigmentacja).
Bezpośrednia i natychmiastowa pigmentacja wywoływana jest głównie promieniowaniem UVA: słabo zabarwienione substancje, będące prekursorami melaniny ciemnieją w wyniku utleniania. Jednakże to natychmiastowe opalanie skóry jest krótkotrwałe i nie zapewnia odpowiedniej ochrony przed słońcem.
Melanosomy są transportowane z melanocytów do keratynocytów w obrębie jednostek melaninowych (jedna jednostka melaninowa to melanocyt zaopatrujący średnio 36 keratynocytów). Uwolniona melanina chroni DNA otaczając jądra komórkowe. Barwnik sukcesywnie migruje na powierzchnią skóry z komórkami naskórka.
Mechanizm pobudzający syntezę melaniny wywołany przez zwiększoną aktywność tyrozynazy (enzym), niezbędnej do produkcji melaniny, prawdopodobnie jednocześnie spowalnia odnawianie komórek, powodując grubienie warstwy rogowej skóry.
Fototypy skóry
Indywidualna wrażliwość na promieniowanie UV i skłonność do poparzeń słonecznych zależą od grubości warstwy rogowej skóry i zawartości pigmentu. W Europie wyróżnia się 4 różne fototypy:
Grubienie warstwy rogowej
Eksponowanie na światło słoneczne stymuluje fizjologiczną fotoochronę, prowadzącą nie tylko do produkcji melaniny, ale także to znacznego grubienia warstwy rogowej (hiperkeratoza). Grubienie, wraz z melaniną, tworzy skuteczną tarczę chroniącą przed promieniowaniem UV.
Mechanizmy naprawy DNA
W zależności od natężenia napromieniowanie UVB może spowodować uszkodzenie DNA komórek naskórka. Skóra posiada jednak mechanizmy naprawy uszkodzonego DNA (reparacja przez wycinanie i fotoreaktywacja), które mogą w pewnym stopniu zredukować zniszczenia komórek wywołane działaniem promieniowania.
Reparacja przez wycinanie (dark repair) polega na rozpoznaniu i usunięciu przez enzymy uszkodzonych segmentów DNA, które następnie zostają zastąpione przez nienaruszone segmenty wyprodukowane w drodze syntezy enzymatycznej.
W fotoreaktywacji uszkodzone segmenty DNA zostają naprawione w 2 etapach, przez zależne od energii enzymy. Energię otrzymują one z absorpcji promieniowania UVA w obszarze od 340 do 430 nm.
Przy zbyt długiej ekspozycji niezabezpieczonej skóry na działanie słońca, na przykład podczas wakacji, fotoreaktywacja może jednak okazać się niewystarczająca, gdyż mechanizmy naprawy DNA będą zbyt obciążone. W takiej sytuacji komórki albo umrą z powodu zbyt wielu uszkodzeń wywołanych promieniowaniem, albo zmutują i zmieni się ich kod genetyczny. W rezultacie doprowadzi to do przewlekłych uszkodzeń wywołanych promieniowaniem, w tym do zwyrodnienia włókien elastynowych, stanów przednowotworowych czy raka kolczystokomórkowego. W przeciwieństwie do bolesnych poparzeń, przewlekłe efekty uszkodzeń wywołanych działaniem słońca są nieodwracalne.
Kwas urokaninowy
Kwas urokaninowy tworzony jest w keratynocytach warstwy rogowej, z histydyny (aminokwas), a występuje wyłącznie w pocie. Po ekspozycji na promieniowanie UVB izomer trans kwasu urokaninowego przekształcany jest w bardziej energetyczny izomer cis. Zabezpiecza to skórę poprzez absorpcję i rozproszenie szkodliwej energii promieniowania.
Zmiatacze wolnych rodników (przeciwutleniacze)
Komórki skóry wyposażone są w enzymy (takie jak dysmutaza nadtlenkowa i peroksydaza) dla ochrony przed uszkadzającymi komórki wolnymi rodnikami. Jednymi z najbardziej skutecznych przeciwutleniaczy są tokoferol, kwas askorbinowy i ß-karoten Zmiataczem wolnych rodników jest również melanina tworzona przez melanocyty.
