Средства защиты от солнца

Есть три способа, с помощью которых мы можем защитить нашу кожу от ультрафиолетовых лучей: сделать так, чтобы они отражались, дезактивировать их и, наконец, устранить или компенсировать вызываемые ими повреждения. Химия позволяет пойти любым из трех путей. В Соединенных Штатах и в Европе люди ежегодно тратят около 200 миллионов долларов на кремы с физическими и химическими фильтрами. При этом большинство потребителей не знают, что нанести утром солнцезащитное масло или крем может быть недостаточным для того, чтобы обеспечить долговременную защиту от ультрафиолета, поскольку велика вероятность, что средство смоется в течение дня либо с потом при интенсивной физической нагрузке, либо водой при купании. Когда, находясь в прохладном водоеме, мы чувствуем бодрящую свежесть, это не значит, что ультрафиолетовые лучи не действуют на нас, данный вид электромагнитного излучения легко проходит через воду. Силиконовые масла, которые по своей природе обладают водоотталкивающими свойствами, добавляют в некоторые кремы, чтобы обеспечить длительную защиту для тех, кто занимается спортом на солнце или плавает в открытом водоеме в солнечную погоду.

Хорошее солнцезащитное средство должно содержать диоксид титана или оксид цинка для защиты кожи от УФ-лучей типа А и органические компоненты для защиты от УФ-В; оно должно легко наноситься на кожу, создавать продолжительную защиту и быть невидимым. Солнцезащитное средство не должно быть липкими и не должно смываться во время плавания, но необходимо, чтобы оно легко смывалось в душе с помощью Мыла или геля. В креме не должны размножаться бактерии, и он должен хорошо пахнуть. И, конечно же, средство должно обеспечивать надежную и длительную защиту от солнца с коэффициентом (SPF - sun-protection factor) не менее 15.

Коэффициент защиты SPF

Коэффициент защиты — это степень, с которой солнцезащитное средство защищает кожу от ультрафиолетовых лучей, диапазон возможных значений коэффициента составляет от 2 до 30 и выше. Коэффициент рассчитывается из соотношения времени, которое необходимо для возникновения ожога на защищенной средством коже, и времени, за которое ожог образуется на незащищенной коже. К примеру, если ожог возникает на незащищенной коже через два часа, а на защищенной коже через двенадцать часов, то коэффициент защиты крема можно вычислить, разделив 12 на 2, и он будет равен 6. Таким образом, коэффициент защиты позволяет оценить степень, с которой солнцезащитное средство ограничивает попадание УФ на кожу. При коэффициенте 2 ультрафиолетовое облучение уменьшается на 50%, а при коэффициенте 4 лишь 25% УФ-лучей достигает кожи, абсорбируется же 75% излучения, при коэффициенте 10 ультрафиолетовые лучи поглощаются на 90%, а при коэффициенте 25 на 96% и в кожу проникает только 4% ультрафиолета. Теоретически возможно добиться коэффициента защиты, равного 50, средство с таким коэффициентом будет блокировать 98% УФ-лучей, но пока производители могут предложить нам кремы с максимальным коэффициентом защиты чуть выше 30.

Изначально средства с коэффициентом 10 считались надежной зашитой от солнца, но сегодня некоторые беспокойные потребители используют средства с коэффициентом 30, в результате во время двухнедельного отпуска, при условии регулярного использования солнцезащитного средства, такие люди получают дозу ультрафиолета меньшую, чем при однодневном нахождении на солнце с незащищенной кожей. Значения коэффициента защиты могут ввести в заблуждение, некоторые люди могут подумать, что крем с коэффициентом 30 защищает кожу вдвое эффективнее, чем крем с коэффициентом 15. Это не так, в данном примере более сильное средство лишь на 4% эффективней защищает кожу по сравнению с более слабым. Крем с коэффициентом защиты 30 будет поглощать 97% ультрафиолета, в то время как крем с коэффициентом 15 будет поглощать 93% УФ-лучей.

Стандартный солнцезащитный лосьон содержит 5% двуокиси титана, 5% какого-либо химического фильтра, 10% различных масел, 5% эмульгатора, оставшаяся часть приходится на долю дистиллированной воды. Роль эмульгатора в этой смеси — препятствовать разделению воды и масла на два слоя. В лосьоне также необходимо присутствие консерванта для его защиты от микроорганизмов.

Отражение солнечных лучей

Самый лучший способ добиться отражения УФ-лучей от кожи — это нанести на нее слой оксида цинка (ZnO) или двуокиси титана (TiO2), оба этих белых вещества входят в состав мази «zincy», служащей для зашиты от солнца наиболее уязвимых участков кожи, таких как нос, скулы и губы.

Те, кому необходимо много времени проводить на солнце, например фермеры, строители, спортсмены, пользуются подобными мазями. Благодаря стараниям фармацевтов были созданы менее заметные формы этих препаратов, а оксид цинка и двуокись титана добавляют в солнцезащитные кремы, но в таких пропорциях, что те остаются невидимыми.

Фокус с двуокисью титана заключается в использовании микрометровых или нанометровых частиц этого вещества, которые незаметны невооруженному глазу, оптимальным размером для них считается 50 нм. При совместном использовании химических и физических фильтров эти вещества усиливают эффект друг друга, поэтому получается, что каждого из них требуется меньшее количество. Однако некоторые солнцезащитные вещества могут и мешать друг другу, например, ряд органических солнечных фильтров вызывают слипание микрочастиц, а тем самым ослабляют их протективный потенциал и одновременно с этим делают солнцезащитное средство заметным на коже из-за образования крупных белых кластеров оксида металла. Добавление в солнцезащитное средство силиконового масла препятствует слипанию благодаря удерживанию оксидов титана и цинка в форме микрочастиц. Другой способ воспрепятствовать белящему эффекту двуокиси титана — это связать ее с частицами слюды, что позволит сохранить натуральный цвет кожи при нанесении на нее солнцезащитного средства.

Поглощение солнечных лучей

Второй путь защитить кожу — создать на ее поверхности прозрачную защитную пленку, которая бы поглощала и обезвреживала опасные УФ-лучи. Существует множество разнообразных УФ-поглотителей, все они по-разному обезвреживают солнечный свет. К примеру, орто-гидроксибензофенон поглощает энергию электромагнитного излучения с длиной волны около 330 нанометров, за счет этой энергии один из атомов водорода молекулы поглотителя переходит со своего атома кислорода к соседнему атому кислорода той же молекулы. Вследствие этого молекула оказывается в неустойчивом высокоэнергетическом состоянии, далее происходит обратный переход с выделением энергии в виде тепла, которое не приносит коже вреда.

Другие вещества действуют по схожему механизму, при котором электрон, возбужденный ультрафиолетом, переходит на внешнюю орбиталь атома, с которой вскоре возвращается в исходное положение, переводя поглощенную энергию в энергию механического колебания. Для того чтобы описанные превращения могли осуществиться, молекула поглотителя должна иметь в своем составе особую химическую структуру, называемую хромофором.

Ежегодно производится более 6000 тонн солнцезащитных веществ, к ним относятся производные аминобензоловой кислоты, камфары, коричной кислоты, они, главным образом, эффективны против УФ-В, в то время как производные бензофенона и дибензоилметана задерживают УФ-лучи типа А.

Перечисленные вещества относятся к химическим фильтрам органической природы, поскольку в основе строения их молекул лежит углеродный каркас. Все они хорошо растворимы в масле, хотя иногда растворимость оказывается недостаточной для их использования в косметических средствах, в таких случаях ее повышают за счет присоединения к молекулам простых сахаров. Но даже в этом случае некоторые из химических солнечных фильтров не могут быть использованы, так как теряют свои свойства при нахождении на солнце или диффундируют в стенку пластиковой тары.

Восстановление кожи

Третий способ защиты — восстановление повреждений, наносимых УФ-лучами, для этого используются так называемые поглотители свободных радикалов. Дело в том, что УФ-лучи обладают достаточной энергией для того, чтобы разорвать химические связи, в результате такого разрыва образуются химически высокоактивные фрагменты молекул — свободные радикалы. Свободные радикалы могут взаимодействовать почти с любой химической структурой, которая встретится им на пути, в том числе с ДНК. Самые активные радикалы образуются из кислорода. При попадании ультрафиолетовых лучей на молекулу этого вещества образуется так называемый синглетный кислород, который крайне вреден для любых биологических структур.
Наш организм может легко справляться со свободнорадикальным повреждением ДНК, но ультрафиолет также поражает иммунную систему, чьей функцией является обнаружение молекулярных повреждений и запуск механизмов восстановления. В результате вероятность того, что мутация ДНК останется не выявленной, сильно повышается. В нашем организме вырабатываются особые «чистильщики», которые способны обеспечивать адекватную защиту от свободных радикалов. К молекулам, защищающим нас от свободных радикалов, относятся также витамины С и Е: Неудивительно, что их добавляют в солнцезащитные лосьоны наравне с другими антиоксидантами, например полифенолами, получаемыми из семян винограда.

Так что же нам необходимо сделать для того, чтобы защитить кожу от губительного действия ультрафиолета? Лучший совет - это избегать нахождения на солнце между одиннадцатью и пятнадцатью часами. В оставшееся время суток, если вы планируете находиться на пляже или плавать в открытом водоеме, используйте солнцезащитные кремы с коэффициентом 15. Если в солнечную погоду вы хотите гулять, заниматься спортом, работать в саду, наденьте закрытую одежду и головной убор. Именно одежда остается лучшей защитой от солнца. Немецкая химическая компания BASF даже выпустила нейлоновую ткань, в которую внедрены частицы двуокиси титана. Закрытая одежда из такого материала может быть эффективным средством защиты от солнца.